Wechselbeziehung zwischen mitochondrialer Protein- und Lipidbiogenese

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Becker
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269424439

Mitochondrien erfüllen zahlreiche und essentielle Funktionen für das Überleben der Zelle. Die Biosynthese und der Import verschiedener Proteine und Phospholipide ist von zentraler Bedeutung für die Funktion und die Biogenese dieser Zellorganellen. Die große Mehrheit der mitochondrialen Proteine wird als Vorstufen an cytosolischen Ribosomen translatiert. Spezifische Proteintranslokasen der Mitochondrien transportieren diese Vorstufenproteine in die mitochondrialen Subkompartimente. Die Phospholipide der Mitochondrien werden an zwei Orten synthetisiert. In Mitochondrien findet die Biosynthese einiger Phospholipide wie Cardiolipin statt. Die meisten Lipide werden im Endplasmatischen Reticulum hergestellt und über Organellkontaktstellen in die Mitochondrien transportiert. Wir konnten zeigen, dass die einzelnen Phospholipide spezifisch die Funktion und Stabilität von Proteintranslokasen beeinflussen. Dies zeigt auf, dass Protein- und Lipidbiogenese eng aufeinander abgestimmt sein müssen. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind bislang jedoch unbekannt. Spannenderweise, haben wir molekulare Interaktionen von Proteintranslokasen zur Phospholipidbiosynthese und zu Organellkontaktstellen entdeckt. Das Ziel des beantragten Projekts ist die Identifizierung der Mechanismen, die Protein- und Phospholipidbiogenese koordinieren. Dabei werden wir die Rolle der molekularen Verknüpfung von Proteintranslokasen und Phospholipidsynthese für die Insertion von Proteinen in die Außenmembran studieren. Wir werden ferner die physiologische Funktion der Verbindung von Proteintranslokasen und Organellkontaktstellen für Protein- und Phospholipidtransport untersuchen. Die Arbeiten werden neue Erkenntnisse liefern, wie Proteinwechselwirkungen mitochondriale Protein- und Lipidbiogenese an die Bedürfnisse der Zelle anpassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen