Physiologische Relevanz der Peroxiredoxin Hetero-Oligomerisierung

• Antragsteller: Professor Dr. Marcel Deponte; Professor Dr. Bruce Morgan
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508372800

Peroxiredoxine gehören zu den oberen 1-10 % der häufigsten Proteine in Pro- und Eukaryoten. Sie sind zentral für (i) die Entgiftung von Hydroperoxiden und dienen auch (ii) als Peroxidsensoren bei der Signaltransduktion und (iii) als Chaperone bei Hitze- und oxidativem Stress. Diese drei unterschiedlichen physiologischen Funktionen sind an eine hochflexible Quartärstruktur gekoppelt, welche von Homodimeren und -dekameren zu 1.0 MDa Oligomeren reicht. Überaschenderweise besitzen die meisten Eukaryoten zwei oder sogar drei anscheinend redundante zytosolische Isoformen der Peroxiredoxine. Obwohl Peroxiredoxine beinahe ausschließlich als unabhängige Einheiten angesehen werden, konnten wir verblüffenderweise vor Kurzem beobachten, dass die Peroxiredoxine Tsa1 und Tsa2 der Bäckerhefe ohne weiteres Hetero-Oligomere bilden. Wir schlagen deshalb vor, dass die Redundanz der Peroxiredoxine kein Zufall ist, sondern die Hetero-Oligomerisierung der Peroxiredoxine ein Mechanismus zur starken Erweiterung der funktionalen Plastizität dieser Proteinfamilie darstellt. Von den mehr als 5000 in PubMed gelisteten Publikationen zu Peroxiredoxinen haben sich nach unserer Kenntnis nur zwei Studien mit der physiologischen Bildung von Hetero-Oligomeren der Peroxiredoxine in Hefe und humanen Zelllinien befasst. Die physiologische Relevanz der Hetero-Oligomerisierung von Peroxiredoxinen ist bisher unbekannt. In Rahmen dieses Projekts wollen wir analysieren, ob Peroxiredoxine wirklich als isolierte Einheiten angesehen werden können, oder ob Hetero-Oligomere der Peroxiredoxine als katalytische und regulierende Dreh- und Angelpunkte dienen, die die molekulare Plastizität und funktionale Vielseitigkeit der Peroxiredoxine verbinden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen