Erforschung der Regulation des ART-vermittelten Abbaus von Proteinen der Plasmamembran in Hefe

• Antragsteller: Dr. Till Klecker
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265840322

Proteine der Plasmamembran vermitteln die Wechselwirkungen einer Zelle mit ihrer Umwelt und kontrollieren damit beinahe jeden Aspekt der zellulären Biologie. Zellen verändern stetig die Abundanz einzelner Proteine der Plasmamembran über kontrollierten Auf- und Abbau. Der Abbau erfolgt über Endozytose und wird durch die Ubiquitinierung der abzubauenden Proteine initiiert. Die exakte Regulation der Proteinzusammensetzung der Plasmamembran ist für die Zelle überlebenswichtig und Defekte in diesem Prozess sind an der Entstehung vieler menschlicher Krankheiten, wie beispielsweise Krebs, beteiligt. Wie aber schafft es eine Zelle, in Abhängigkeit von Umweltbedingungen oder ihrem eigenen physiologischen Zustand aus den hunderten verschiedenen Proteinen der Plasmamembran genau eines für den Abbau auszuwählen? Die Antwort liegt wahrscheinlich in Adapterproteinen, die die verantwortliche Ubiquitin-Ligase spezifisch an abzubauende Proteine rekrutieren. Mehrere Studien deuten an, dass die Regulation des endozytotischen Proteinabbaus maßgeblich auf Ebene der Adapterproteine erfolgt. Molekular ist dieser Regulationsmechanismus jedoch wenig verstanden und soll daher in diesem Forschungsvorhaben untersucht werden. Mittels eines genomweiten Überexpressions-Ansatzes in der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae sollen neue Signalwege identifiziert werden, die die Aktivität der Adapterproteine, hier ARTs genannt, beeinflussen. Dies wird helfen, zu verstehen, wie eine Zelle diverse Signalwege verrechnet und darauf basierend entscheidet, ob ein Protein abgebaut werden soll. Es ist bereits bekannt, dass die Aktivität der ARTs durch Phosphorylierung moduliert wird. Die Phosphorylierung erfolgt an mehreren Positionen, aber nur wenige sind hinsichtlich ihrer regulatorischen Funktion beschrieben. Im Rahmen dieser Studie werden daher die bisher noch nicht untersuchten Phosphorylierungsstellen mutiert und die Mutanten biochemisch und zellbiologisch hinsichtlich ihrer Aktivität charakterisiert. Besonderes Augenmerk wird auf die Frage gelegt, ob die Phosphorylierung der ARTs deren Fähigkeit beeinträchtigt, abzubauende Proteine zu binden. Die Studie wird einen substantiellen Beitrag zum Verständnis der Regulation des endozytotischen Proteinabbaus leisten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Scott D. Emr, Ph.D.