SPP 1087:  Selenoproteine - Biochemische Grundlagen und klinische Bedeutung

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470054

Das Schwerpunktprogramm "Selenoproteine - Biochemische Grundlagen und klinische Bedeutung" befasst sich mit einer neuen ungewöhnlichen Proteingruppe, für deren Funktion die proteinogene 21. Aminosäure Selenocystein essentiell ist. Das für Tiere und einige Mikroorganismen lebenswichtige Spurenelement Selen entfaltet seine biologische Wirkung vor allem über diese Selenoproteine. Der kotranslationale Einbau von Selenocystein erfolgt unter besonderen Voraussetzungen an UGA-Codons, die normalerweise einen Kettenabbruch des Proteins programmieren. Im Kontext einer bestimmten Haarnadelsekundärstruktur in 3'-Position des UGA-Codons der mRNAs von Selenoproteinen erfolgt mit spezifischen, zum Teil selenabhängigen Translationsfaktoren und einer besonderen, mit Selenocystein beladenen tRNA der Einbau von Selenocystein. Im interdisziplinären Schwerpunktprogramm werden die biochemischen Grundlagen der Biosynthese der Aminosäure Selenocystein und deren Einbau in Selenoproteine untersucht. Ebenso wird die Struktruranalyse der beteiligten Komponenten mit modernen Verfahren durchgeführt. Die funktionelle Analyse der bereits bekannten und der neuen Selenoproteine (es werden zwischen 30 bis 50 erwartet) und Untersuchungen zur Regulation ihrer Expression sollen weitere Informationen über die Bedeutung von Selen in der normalen Physiologie und unter pathologischen Zuständen ergeben. Die bisher bekannten Selenoproteine spielen eine zentrale Rolle beim antioxidativen Zellschutz (Glutathionperoxidasen), bei der Kontrolle des zellulären Redoxstatus und der Transkription (Thioredoxinreduktasen), im Schilddrüsenhormonstoffwechsel (Deiodasen), in der Spermatogenese sowie bei der bakteriellen Energiegewinnung.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• Algorithmic determination of whether a protein`s cysteine residue can be replaced by selenocysteine by silent/similiar pointwise mutagenesis in DNA/RNA. Intended application to phase determination in X-ray crystallography and NMR spectroscopy. (Antragsteller Backofen, Rolf )
• Algorithmic determination of whether a protein`s cysteine residue can be replaced by selenocysteine by silent/similiar pointwise mutagenesis in DNA/RNA. Intended application to phase determination in X-ray crystallography and NMR spectroscopy. (Antragstellerin Söhling, Brigitte )
• Analysis of expression regulation of selenoproteins in neurons and Gliazellen (Antragsteller Savaskan, Nicolai )
• Biochemie der Selenophosphat Synthese - Thiole als natürliche Selendonatoren (Antragsteller Andreesen, Jan Remmer )
• Characterization of mice lacking functional phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (PHGPx): tissue specific gene targeting (Antragsteller Bornkamm, Georg Wilhelm )
• Charakterization of mice lacking functional mitochondrial thioredoxin reductase (TR2): tissue-specific gene targeting (Antragsteller Brielmeier, Markus )
• Coordination of the DFG priority program "Selenoproteins" (Antragsteller Köhrle, Josef )
• Crystal Structure Analyses of Selenoprotein Biosynthesis (Antragsteller Wahl, Markus C. )
• Expressionsregulation der Phosphilipid-Hydroperoxid Glutathin-Peroxidase Isoformen. Transkriptionale und posttranskriptionale Prozesse (Antragsteller Kühn, Hartmut )
• Genetics of selenoprotein synthesis in Drosophila melanogaster (Antragsteller Jäckle, Herbert )
• Human thioredoxin Reductases: Selenoproteins as Potential Drug Targets (Antragstellerin Becker, Katja )
• Identification of novel selenoproteins in the mammalian organism and elucidation of their metabolism and functions (Antragsteller Kyriakopoulos, Antonios )
• Modulation of apoptotic cell death by selenium supplementation (Modulation des apoptotischen Zelltods durch Selen-Supplementierung) (Antragsteller Wendel, Albrecht )
• Molecular Mechanisms of Selenocysteine incorporation in Bacterial Bakterial Translation (Antragstellerin Rodnina, Marina V. )
• New functions of selenoproteins in Gram-positive, anaerobic bacteria (Neue Funktionen von Selenoproteinen in Gram-positiven, anaeroben Bakterien) (Antragsteller Andreesen, Jan Remmer )
• Physiological effects of altered Se transport and Se tissue distribution in selenoprotein P knock out mice - studies on the impact of gender on the phenotype (Antragsteller Schomburg, Lutz )
• Reactivity and Modelling Studies of Selenium in Se-Proteins and Reference Compounds-Examination and Design of Selenium-Selective Tags and Ligands (Antragsteller Wessjohann, Ludger A. )
• Regulation of the tissue-spezific expression of individual glutathione peroxidases (Antragstellerin Brigelius-Flohé, Regina )
• Role of phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase (PHGPx) in sperm maturation (Antragsteller Flohé, Leopold )
• Selenoprotein biosynthesis in Archaea (Selenoprotein Biosynthese in Archaea) (Antragsteller Böck, August )
• Selenoproteins of the thyroid gland Studies on the glutathione peroxidase isoenzymes GPx-3 and GPx-6 and on the effects of Se deficiency on susceptibility to thyroid disease (Antragsteller Köhrle, Josef )
• Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des Se-Mo katalytischen Zentrums von CO-Dehydrogenase (Antragsteller Meyer, Ortwin )
• The impact of selenium and selenoproteins on stem cell based bone regeneration and regulation of celcium metabolism (Antragsteller Jakob, Franz )
• Untersuchungen zur antioxidativen Funktion von Selenoprotein P in Endothelzellen und Astrozyten (Characterisation of the antioxidative function of Selenoprotein P in endothelial cells and astrocytes (Antragsteller Sies, Helmut )

• Sprecher: Professor Dr. Josef Köhrle