Deaktivierung der visuellen Kaskade - Proteininteraktionen und stochastische Simulation

• Applicant: Professor Dr. Klaus Peter Hofmann
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 1997 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5372652

Die intermolekulare Transduktion des Lichtsignals in der Stäbchenzelle wird durch die Interaktion des Photorezeptors Rhodopsin, mit dem G-Protein (Gt) initiiert. Um die Signalzustände des Photorezeptors wieder in den Grundzustand zurückzuführen müssen das belichtete Rhodopsin (Rho*) und das aktivierte Gt abgeschaltet werden. Die Deaktivierung wird durch konkurrierende Interaktion der Rhodopsinkinase (RK) eingeleitet. Sie führt zur Aktivierung des Enzyms und zur Phosphorylierung des Rezeptors. Der hosphorylierte, aktive Rezeptor wird von Arrestin erkannt, dessen feste Bindung die Weiterleitung des Signals zum Gt unterbindet. Schon die Bindung der RK hat im Zeitbereich der Reizantwort eine abschaltende Wirkung (Prä-Arrestin). Die daraus sich ergebende komplexe Reaktionsfolge der Deaktivierung des Rezeptors ist bis heute weder in ihrer molekularen Kinetik noch in ihrem Zusammenwirken verstanden. Das Ziel des hier vorgelegten Förderantrags sol die Erforschung der Teilreaktionen in ihrem Struktur-Funktions-Zusammenhang sein. Das Vorhaben gliedert sich in zwei Teile: 1.) Biophysikalische Analyse in vietro der Interaktion von RK mit nativem, mit Retinaanalogen rekonstituiertem, oder punktmutiertem Rho*, 2.) Expression von Arrestin und biophysikalische Analyse in vitro der Interaktion von Arrrestin oder verkürztem Arrestin mit Rho*. Die Strukturuntersuchungen des Arrestins und seiner Komplexe sollen in Zusammenarbeit mit Prof. H.-W. Choe und der Arbeitsgruppe von Prof. G. Büldt fortgesetzt werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1025: Molekulare Sinnesphysiologie
• Participating Persons: Professor Dr. Oliver-Peter Ernst; Dr. Alexander Pulvermüller