Aufklärung des Katalysemechanismus redoxaktiver Glutaredoxine

• Antragsteller: Professor Dr. Marcel Deponte
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 526346008

Glutaredoxine (Grx) spielen unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen eine zentrale Rolle im Redox- und Eisenstoffwechsel von Pro- und Eukaryoten. Die meisten Grx gehören zu zwei großen Unterfamilien, Klasse I oder kanonische Grx, welche Glutathion-abhängige Thiol:Disulfid-Oxidoreduktasen sind, und Klasse II Grx oder Grx-ähnliche Proteine, die zwar in Standard-Oxidoreduktase-Assays inaktiv sind, aber als Eisensensoren dienen und für die Glutathion-abhängige Übertragung von Eisen-Schwefel-Clustern entscheidend sind. Trotz bedeutender Fortschritte in jüngster Zeit ist es immer noch weitgehend unbekannt.(i) wie genau glutathionylierte Grx der Klasse I durch reduziertes Glutathion (GSH) während der reduktiven Halbreaktion reduziert werden, (ii) wie Nicht-Glutathion-Disulfide während der oxidativen Halbreaktion reduziert werden, (iii) warum die meisten Grx der Klasse I einen zweiten oder sogar dritten Cysteinrest in der Nähe des katalytischen Cysteins haben, und (iv) ob und wie die Aktivität der Klasse I Grx reguliert wird. Diesen offenen Fragen wollen wir in zwei Arbeitspaketen untersuchen: 1. Entschlüsselung der Grx-katalysierten Reduktion von Glutathiondisulfiden • Woher kommt die Präferenz von Grx für GSH als reduzierendes Substrat? • Besitzen ausgewählte Reste in der Nähe des aktiven Zentrums eine regulatorische Rolle? 2. Entschlüsselung der Grx-katalysierten Reduktion von Nicht-Glutathion-Disulfiden • Reduzieren Grx der Klasse I Proteindisulfide direkt oder aktivieren sie GSH zur Reduktion? • Bestimmen die Redoxpotentiale von Proteindisulfidsubstraten den Mechanismus? • Lösen alternative Cysteine gefangene Grx-Disulfide in vivo auf?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen