SPP 1365:  The regulatory and functional network of ubiquitin family proteins

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 43455480

Ubiquitin (Ub) wurde ursprünglich nur mit dem Proteinabbau via 26S Proteasom assoziiert. In der vergangenen Dekade wurden jedoch verschiedene nicht-proteolytische Funktionen des Ub nachgewiesen. Darüber hinaus hat die Entdeckung und Erforschung von Proteinen der Ub-Familie (UbF) wie SUMO, NEDD8, FAT10 oder ISG15, von denen die meisten nicht primär als Signale für den proteasomalen Abbau funktionieren, wichtige neue Einsichten für unser Verständnis von zellulären Schlüsselprozessen wie der Signaltransduktion, der DNA-Reparatur, der Transkriptionsregulation oder dem Protein-Trafficking gebracht.
Das wichtigste Ziel des Schwerpunktprogramms ist die koordinierte Erforschung des regulatorischen und funktionellen Netzwerks der UbF-Proteine. Die Teilnehmer des Schwerpunktprogramms werden das Wechselspiel und die Zusammenhänge von UbF-Wegen als ein neues regulatorisches Prinzip vieler wichtiger biologischer Prozesse beschreiben. Der vorrangigste Zweck des Schwerpunktprogramms ist es, ein integriertes Bild des UbF-Netzwerks zu erstellen, wichtige Zwischenziele sind
(1) die regulatorischen Funktionen von UbF-Modifizierungen zu definieren,
(2) UbF-Bindungsmodule zu identifizieren und zu charakterisieren,
(3) die zellulären Mechanismen der UbF-Konjugation und -Dekonjugation zu identifizieren und
(4) das regulatorische Netzwerk, welches durch das Zusammenspiel und die Überlappung von Funktionen verschiedener UbF-Proteine charakterisiert ist, zu beschreiben.
Um eine maximale Synergie zu gewährleisten, fokussiert sich das Schwerpunktprogramm auf regulatorische Funktionen von - und Wechselwirkungen zwischen - UbF-Proteinen. Daher wurden typische Studien zum polyubiquitin-vermittelten Proteinabbau mittels 26S Proteasom bewusst ausgeschlossen. Synergistische Effekte werden folgendermaßen erzielt:
(1) Im Schwerpunktprogramm gibt es bereits eine starke Expertise zur Biochemie und Zellbiologie von UbF-Proteinen. Diese Expertise ist ein Vorteil für die Herausforderungen bei der Erforschung von Netzwerkfunktionen der UbF-Proteine und wird den Teilnehmern des Programms zugänglich gemacht.(2) Modellorganismen einschließlich Fungi-, Pflanzen- und Mammalia-Systeme werden verwendet, um das für eine entsprechende experimentelle Fragestellung am besten geeignete System zu nutzen.(3) Genomische Informationen und vergleichende bioinformatorische Analysen werden als Quelle für Voraussagen von UbF-Netzwerkproteinen verwendet, die in biochemischen und biologischen Systemen getestet werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Frankreich

Projekte

• Analysis of the ISG15 conjugation and deconjugation system in vivo (Antragsteller Knobeloch, Klaus-Peter )
• Biochemical and functional characterization of ubiquitin-like proteines ISG15 and FAT10 in human dendritic cells. (Antragsteller Kloetzel, Peter Michael )
• Consequences of ubiquitin E2 enzyme (E2-25K) sumoylation (Antragstellerin Pichler, Ph.D., Andrea )
• Elucidating the function of the deubiquitinating enzyme AMSH3 in cellular trafficking in Arabidopsis thaliana (Antragstellerin Isono, Erika )
• Function of the Ubiquitin-Like Protein Hub1 (Antragsteller Jentsch, Stefan )
• Function of the UBZ-containing ATPase Wrnip1 in DNA replication and damage response (Antragsteller Dikic, Ivan )
• Functional characterization of ubiquitin-like modifier ISG15 in murine enterovirus myocarditis (Antragstellerin Beling, Antje )
• Functional consequences of NFATc1 sumoylation on lymphocyte activation, differentiation and tolerance (Antragstellerin Berberich-Siebelt, Friederike )
• Functions of regulatory ubiquitin and ubiquitin-like modifications for NF-kB signalling in T cells (Antragsteller Krappmann, Ph.D., Daniel )
• Identification and characterization of NEDD8-modified proteins and deneddylases of the filamentous fungs Aspergillus nidulans (Antragsteller Braus, Gerhard H. )
• Identification and characterization of NEDD8-modified proteins from plants (Antragsteller Schwechheimer, Claus )
• Koordinationsantrag (Antragsteller Dubiel, Wolfgang )
• Mechanism and function of protein modifiaction with mixed SUMO1-Ubiquitin chains (Antragstellerin Melchior, Frauke )
• Mechanistic insight into A/B toxin cell entry via ubiquitin-mediated receptor endocytosis (Antragsteller Schmitt, Manfred Josef )
• Nedd8/COP9 signalosome-dependent control of IkBs and RelA (Antragsteller Naumann, Michael )
• NEDD8: Mechanisms of conjugation and identification of binding partners (Antragsteller Scheffner, Martin )
• Proteomic characterization of ubiquitin-dependent processes in the secretory pathway (Antragsteller Sommer, Thomas )
• Regulation of mitotic spindle positioning trough SUMO and ubiquitin modifications (Antragsteller Liakopoulos, Ph.D., Dimitris )
• Regulatory functions of the SUMO system in ribosome biogenesis and mitosis (Antragsteller Müller, Stefan )
• Role of deubiquitinating enzymes (DUBs) in Protein trafficking (Antragsteller Kölling, Ralf )
• Role of Neddylation in the Adult Central Nervous System: Mechanisms underlying its effects on neurotransmission, synaptic plasticity and behaviours (Antragsteller Refojo, Damian )
• SUMO-SIM interactions and their role in substrate recognition and autoregulation of SUMO-dependent ubiquitin ligases (Antragsteller Dohmen, Jürgen )
• The biological function of the COP9 signalosome-mediated deneddylation and deubiquitination (Antragsteller Dubiel, Wolfgang )
• The functional significance of SUMOylierung in biological timing (Antragsteller Weber, Frank )
• The role of diSUMO-like DSUL and targets for female gametogenesis and early embryogenesis in maize (Antragsteller Dresselhaus, Thomas )
• The role of Nedd4 family E3 ubiquitin ligases in the regulation of neuronal cell surface receptors (Antragsteller Kawabe, Hiroshi )
• The role of the ubiquitin-like protein FAT10 in thymic selection (Antragsteller Groettrup, Marcus )
• Unconventional ubiquitin chains as regulators of plant development (Antragsteller Bachmair, Andreas )
• VCP/p97-governed sorting of mono-ubiquitinated proteins in the endocytic pathway (Antragsteller Meyer, Hemmo )

• Sprecher: Professor Dr. Wolfgang Dubiel