FOR 929:  Dynamics of bacterial membrane proteins

• Fachliche Zuordnung: Medizin ; Biologie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 43311986

Die moderne Zellbiologie hat in den letzten Jahren neue Analysemethoden hervorgebracht, die es ermöglichen, den Wirkungsort von Proteinen in lebenden Zellen aufzuzeigen, dynamische und transiente Wechselwirkungen mit anderen Proteinen zu ermitteln und sogar einzelne Moleküle während ihrer Arbeit in der Zelle zu visualisieren. Diese neuen Entwicklungen haben unser Bild von der Architektur bakterieller Zellen dramatisch verändert. Bakterien sind nicht, wie zuvor angenommen, von einer Membran umgebene Organismen mit frei diffundierenden Proteinen in der Membran und im Zellinnern, sondern weisen eine Vielzahl von spezifisch lokalisierenden Faktoren und Proteinkomplexen und demnach eine hochgradige räumliche Organisation auf.
Die spezifische Lokalisierung von Proteinen ist in der Tat oft essenziell für die physiologische Funktion der zellulären Faktoren und damit für das Überleben der Zellen. Bei der subzellulären Organisation der Bakterienzelle nimmt die Membran eine Schlüsselfunktion ein. Weiterhin erstellt die Zellmembran die lebenswichtige Barriere zwischen der Zelle und ihrer Umgebung und führt eine riesige Anzahl vom Import- und Exportvorgängen durch sowie die Generation von Energie - sie beinhaltet mehr als ein Viertel aller zellulären Proteine.
Das Langzeitziel der Forschergruppe ist das Verständnis, wie dynamische Transportprozesse über Membranen funktionieren, Signalwege über Membranen ablaufen und warum und wie viele dieser Prozesse nur an spezifischen Stellen entlang der Membran ablaufen. Es werden Prozesse untersucht, die funktionelle Interaktionen zwischen zytosolischen und Membranproteinen und zwischen Membranproteinen beinhalten, sowie die Assemblierung von großen Membrankomplexen und die dynamische Lokalisation von Komplexen in lebenden Zellen. Im Gegensatz zu eukaryontischen Zellen sind Bakterien biochemisch und genetisch gut zugänglich und machen sie zu idealen Modellsystemen, um dynamische Prozesse in Membranen in lebenden Zellen zu analysieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Schweiz

Projekte

• Assembly of E. coli complex I and its interaction with other proteins (Antragsteller Friedrich, Thorsten )
• Dynamic Membrane association of the bacterial SRP receptor in E. coli (Antragsteller Koch, Hans-Georg )
• Elucidation of principles in the assembly of outer membrane proteins (Antragsteller Gescher, Johannes )
• Interaction of bacterial actin-like proteins with the cell membrane (Antragsteller Graumann, Peter )
• Interaction of sugar transporters and signalling proteins in E. coli chemotaxis (Antragsteller Sourjik, Victor )
• Protein targeting, transport, and translocation in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 (Antragsteller Schneider, Dirk )
• Role and dynamic behavior of cyclic di-GMP signaling proteins in development and cell cycle control (Antragsteller Jenal, Urs )
• Structural and Functional Analysis of Bacterial Formate Channels (Antragsteller Einsle, Oliver )
• Substrate-translocase interactions during two-partner secretion in Gram-negative bacteria (Antragsteller Müller, Matthias )

• Sprecher: Professor Dr. Peter Graumann