Aufklärung der molekularen Regulationsmechanismen der Deubiquitylase AMSH und ihrer Zielproteine (C08)

• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 189682160

Selektiver Proteinabbau ist einer der Schlüsselprozesse, die die Proteostase in eukrayotischen Zellen regulieren. Um Wachstum und Entwicklung in Abhängigkeit von verschiedenen externen Faktoren zu optimieren und um auf unterschiedliche Belastungen zu reagieren, muss die Menge an Plasmamembranrezeptoren und Transportern präzise reguliert werden. Neben der transkriptionellen Regulation spielt der durch Ubiquitin vermittelte endosomale Abbau eine Schlüsselrolle in diesem Prozess. Für den Abbau sind die ESCRTs (Endosomal Sorting Complexes Required for Transport) die wichtigste endozytische "Maschine", die das ubiquitylierte Membranprotein von der Plasmamembran zu den Vakuolen oder Lysosomen leitet. ESCRTs enthalten Ubiquitin-bindende Untereinheiten, interagieren aber auch mit anderen Ubiquitin-Adaptern und DUBs (deubiquitylierende Enzyme) wie z.B. AMSH (Associated Molecule with the SH3-domain of STAM), die für die Koordination des Transports wichtig sind. In den letzten 10 Jahren haben intensive strukturelle, biochemische und genetische Untersuchungen der wichtigsten ESCRT-Komponenten zur Aufklärung verschiedener molekularer Details geführt. Im Gegensatz dazu sind die Funktionen von ESCRT-interagierenden Proteinen und die molekularen Mechanismen, durch die sie die ESCRT-Funktion und den endozytischen Abbau beeinflussen, noch weitgehend unbekannt. In diesem Projekt konzentrieren wir uns auf das ESCRT-assoziierte DUB AMSH und das mit AMSH interagierende Ubiquitin-Adapterprotein ALIX (ALG2-interagierendes Protein X). Obwohl beide Proteine in höheren Eukaryonten essentiell sind, sind die Mechanismen, mit denen AMSH und ALIX reguliert werden, noch nicht verstanden. Daher wollen wir die molekularen Mechanismen aufklären, mit denen ALIX- und ALIX-interagierende Proteine AMSH an endosomale Membranen rekrutieren und wie dies bei endosomalem Transport und Abbau koordiniert wird. Obwohl in den letzten Jahren viele Ubiquitin-Proteome veröffentlicht wurden, konnten spezifische Zielproteine von AMSH bisher nur über gezielte Analysen identifiziert werden. Ein weiteres Ziel dieses Projekts ist es daher, diese mittels Proteomanalysen zu identifizieren. Durch die Überprüfung der Proteine, die entweder im Wildtyp oder in der amsh-Mutante angereichert sind, wollen wir die AMSH-Zielproteine identifizieren und untersuchen, ob und wie AMSH ihre Stabilität reguliert.der molekularen Regulation von DUBs während des endosomalen Proteinabbaus beitragen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 969: Chemische und biologische Prinzipien der zellulären Proteostase
• Antragstellende Institution: Universität Konstanz
• Teilprojektleiterin: Professorin Dr. Erika Isono