FOR 967:  Functions and Mechanisms of Ribosomal Tunnel Exit Ligands (RTeLs)

• Subject Area: Biology
• Term: from 2008 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 50070218

• Final Report Year: 2014

Final Report Abstract

Innerhalb der zehn Jahre vor dem Start der Forschergruppe 967 hat sich das Ribosom neben seiner Funktion in der Proteinbiosynthese als Plattform für die Interaktion mit den verschiedensten Bindungspartnern gezeigt, die an der Modifikation, Faltung, Membraninsertion und Translokation, sowie auch Degradation von naszierenden Polypeptidketten beteiligt sind. Einige Projektleiter der FOR 967 waren maßgeblich an der Identifizierung dieser Interaktionspartner beteiligt. Darüber hinaus fielen in diesen Zeitraum auch die Aufklärung der Struktur des 70S Ribosoms auf atomarer Ebene durch die Chemie-Nobelpreisträger des Jahres 2009 V. Ramakrishnan, T. Steitz und A. Yonath sowie die Etablierung einer Reihe von neuen Methoden für die strukturelle und funktionelle Charakterisierung von ribosomalen Liganden. Daher war es das erklärte Ziel der FOR 967, in gemeinsamer Anstrengung Struktur, Funktion und Mechanismus verschiedener ribosomaler Liganden in unterschiedlichen Systemen aufzuklären. Dadurch sollten fundamentale Erkenntnisse gewonnen werden, wie neu-synthetisierte lösliche und membranständige Proteine in verschiedenen Kompartimenten pro- und eukaryotischer Zellen ihre dreidimensionale Struktur erhalten. Darüber hinaus sollten Einblicke in Kinetik, Regulation und Koordination dieser Prozesse erarbeitet werden. Einer der international sichtbaren Meilensteine der ersten Förderperiode besteht zweifellos in der Aufklärung der 3D-Organisation von 70S Polysomen durch cryo-Elektronentomographie, der in der zweiten Förderperiode um die entsprechenden Daten für cytosolische sowie auch ER-gebundene 80S Polysomen erweitert werden konnte. Diese Daten gewährten erste Einblicke in die Mechanismen wie die räumliche Anordnung der einzelnen Ribosomen zur Aggregationsminimierung der naszierenden Polypeptidketten sowie auch ihrer optimalen Zugänglichkeit für ribosomale Liganden des Cytosols bzw. der ER-Membran beiträgt. Als weitere Meilensteine seien hier unsere Befunde zur Überlappung der Bindungsstellen unterschiedlicher Liganden am Ribosom, sowie erste Einblicke zur Kinetik, Regulation und Koordination ihrer Interaktionen genannt, sowie auch völlig überraschende Bezüge zur mRNA-Qualitätskontrolle und zur zellulären Calciumhomöostase. Darüber hinaus wurden in der gesamten Förderungszeit vor allem auch unter Beteiligung von Mitgliedern der FOR 967 weitere ribosomale Liganden entdeckt, was zur Erhöhung der Zahl der Liganden seit Beginn der Forschergruppe von 33 auf 44 beitrug (ohne Berücksichtigung der Pflanzen).

Publications

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