SFB 449:  Structure and Function of Membrane Integral Receptors

• Subject Area: Biology
• Term: from 1999 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5483235

Biological cells communicate with their surroundings through receptor proteins located in the outer membrane. The receptors bind with their extracellular part highly specifically to endogenous ligands or to drugs and odour molecules, and they even recoguize light. The thus received signal is transduced across the membrane to the interior of the cell where it induces reactions that can be followed by further cascades of reactions. The functional mechanisms of receptors are poorly understood at present. Within the frame of the collaborative research centre 449, receptors are investigated that belong to ligand-dependent channels, are complexed to G-proteins or enzymes (kinases) or are essential for cell-cell recognition. A combination of different methods is employed to elucidate signal transduction across the cell membrane at atomic detail. In 5 projects the receptors under study are produced and purified by molecular biological and biochemical methods and characterized functionally. This is a prerequisite for 11 projects engaged in signal recognition and transduction using spectroscopy and kinetic methods like solid state NMR, infrared-, fluorescence-, and ESR spectroscopy whereas electron microscopy and protein crystallography determine the structures of the respective receptors.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres

Completed projects

• A01 - Interaktionen des aktiven Rhodopsins (Project Head Ernst, Oliver-Peter )
• A2 - Struktur- und Funktionsanalyse einer neuen Gruppe von heptahelikalen Nukleotid-Rezeptoren (Project Heads Schultz, Günter ;  Schöneberg, Torsten )
• A03 - Interaktion von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren mit dem Translokon der ER-Membran und Entwicklung neuer Überxpressionssysteme für integrale Membranproteine (Project Heads Rosenthal, Walter ;  Schülein, Ralf )
• A4 - Funktion und Struktur der Chemokinrezeptoren CXCR5 und CCR7 (Project Heads Heinemann, Udo ;  Lipp, Martin )
• A05 - Aktivierung und molekulare Erkennung von Rhodopsin: Multidimensionale zeitaufgelöste Fluoreszenzspektroskopie zur Untersuchung der Proteindynamik und Rolle der Protonenaufnahme (Project Head Alexiev, Ulrike )
• A06 - Untersuchungen von CRF- und CRF-Rezeptor-Mutanten zur Entwicklung eines Modells für die Ligandenerkennung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren der Familie 2 (Project Heads Beyermann, Michael ;  Bienert, Michael ;  Rosenthal, Walter )
• A7 - Stuktur- und Funktion des Pex13p/Pex14p-Rezeptorkomplexes der peroxisomalen Proteinimport-Maschinerie (Project Head Erdmann, Ralf )
• A11 - Molekulare Mechanismen der Sortierungssignalerkennung und Membrandeformation (Project Head Haucke, Ph.D., Volker )
• A12 - Struktur und Funktion vom BMP und TGF-Beta Rezeptoren (Project Head Knaus, Petra )
• A13 - Simulation und Modellierung von Rezeptor: Substrat Dynamik (Project Head Noé, Frank )
• B01 - Bestimmung der Raumstrukturen von Rezeptoren sowie gebundener Agonisten und Antagonisten mittels Festkörper-NMR-Spektroskopie (Project Heads Oschkinat, Hartmut ;  van Rossum, Barth-Jan )
• B2 - Strukturuntersuchungen an solubilisiertem Rhodopsin und funktionellen Komplexen mit der Flüssigphasen-NMR-Spektroskopie (Project Heads Hofmann, Klaus Peter ;  Oschkinat, Hartmut )
• B03 - Ultrastruktur von Rezeptordomänen (Project Head Hucho, Ferdinand )
• B04 - Molekulare Mechanismen und strukturelle Grundlagen von DPPIV/CD26-Protein-Interaktionen (Project Heads Fan, Hua ;  Reutter, Werner )
• B05 - Strukturelle Grundlagen der Interaktionen des menschlichen Zellmembranmoleküls CD30 mit extra- und intrazellulären Liganden (Project Heads Saenger, Wolfram ;  Stein, Harald ;  Uchanska-Ziegler, Barbara ;  Ziegler, Andreas )
• B06 - Peptidabhängige Interaktion von HLA-B27-Subtypen mit Rezeptoren auf Effektorzellen (Project Heads Saenger, Wolfram ;  Uchanska-Ziegler, Barbara ;  Volz, Armin ;  Ziegler, Andreas )
• B7 - Struktur und Spezifität von Cytokin-Rezeptoren (IL-4Ra und IL-2Ry) und ihren niedermolekularen Antagonisten (Project Heads Müller, Thomas ;  Oschkinat, Hartmut )
• B8 - Röntgenstrukturuntersuchungen zur Kofaktorrolle von Tissue Factor (Gewebsfaktor) (Project Head Muller, Yves André )
• B09 - Structural basis of L-selectin function (Project Heads Saenger, Wolfram ;  Tauber, Rudolf )
• B10 - Struktur des proteinleitenden Kanals bei der Insertion eines polytopischen Membranproteins, des Opsins (Project Head Beckmann, Roland )
• B13 - Bestimmung der Röntgen-Struktur von ICOS und ICOS-Ligand und Entwicklung eines Immuntherapie-Models auf der Basis der Strukturdaten (Project Head Kroczek, Richard )
• B14 - Strukturelle und funktionelle Aspekte bakterieller Substratrezeptoren (Project Head Schneider, Erwin )
• B15 - Strukturelle Analyse von BACE-Substrat Wechselwirkungen: APP-BACE und ABeta-BACE (Project Heads Multhaup, Gerhard ;  Reif, Bernd )
• B16 - Elektronenkristallographische Untersuchungen von licht-aktiviertem Rhodopsin (Project Heads Hofmann, Klaus Peter ;  Mielke, Thorsten )
• B17 - Struktur- und Funktion von Cytokininrezeptoren (Project Heads Heyl, Alexander ;  Schmülling, Thomas )
• B18 - Structure and fuction of the mammalian mechanotransduction subunit SLP3 (Project Heads Daumke, Oliver ;  Lewin, Ph.D., Gary Richard )
• B20 - Strukturanalyse eines Transducisoms in Photorezeptor Stäbchenzellen mit Kryoelektronen-Mikroskopie (Project Heads Heck, Martin ;  Hofmann, Klaus Peter ;  Spahn, Christian M. T. )
• V - Zentrale Aufgaben des SFB (Project Head Saenger, Wolfram )
• Z01 - Kartierung von Rezeptor-Ligand-Wechselwirkungen mittels Peptid-Bibliotheken (Project Heads Preissner, Robert ;  Volkmer, Rudolf )
• Z02 - Elektronenmikroskopische Strukturuntersuchungen an Rezeptoren und Rezeptorkomplexen (Project Head Böttcher, Christoph )
• Z03 - Kristall-Strukturanalysen von freien Rezeptoren sowie extra- und intrazellulären Domänen und ihren Komplexen mit spezifischen Liganden (Project Heads Engel, Michael ;  Saenger, Wolfram )

• Applicant Institution: Freie Universität Berlin
• Participating University: Charité - Universitätsmedizin Berlin; Humboldt-Universität zu Berlin
• Participating Institution: Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP); im Forschungsverbund Berlin e.V.; Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC); Robert Koch-Institut (RKI)
• Spokesperson: Professor Volker Haucke, Ph.D., since 1/2008
• Deputy: Professor Dr.-Ing. Wolfram Saenger, until 12/2007