SFB 594:  Molekulare Maschinen in Proteinfaltung und Proteintransport

• Fachliche Zuordnung: Biologie ; Medizin
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5484884

Molekulare Maschinen führen komplexe, vielschrittige Operationen auf molekularer Ebene durch. Sie bauen dabei noch molekulare Substrate auf, degradieren sie oder gestalten sie in mannigfaltiger Weise um. Sie sind ihrerseits von komplexem Aufbau, also aus zahlreichen Untereinheiten zusammengesetzt. Das Ziel des Sonderforschungsbereichs liegt in der Aufklärung der grundlegenden Strukturen und Mechanismen molekularer Maschinen, die Proteine in ihrem Faltungszustand beeinflussen und damit weitere Reaktionen steuern: de novo-Proteinfaltung, Rückfaltung durch Stress denaturierter Proteine, Proteinabbau und Proteintranslokation. Proteine benötigen zur Erreichung ihres korrekten Faltungszustandes in der Regel Helferproteine, sog. Chaperone, der Abbau nativer Proteine erfordert die von ATPasen vermittelte Entfaltung und die Translokation von Proteinen erfolgt durch komplexe Translokasen. Ein Projektbereich befasst sich mit der Chaperon-vermittelten Faltung von Proteinen (GroEL/GroES, Hsp90), der Auflösung von Proteinaggregaten (Hsp104, Hsp70/Hsp40), dem archaealen Chaperon VAT und kleinen Hitzeschockproteinen (Hsp12, Hsp26, Hsp42). Außerdem werden die molekularen Wirkungsweisen der ATPase ISWI bei der Änderung der Chromatinstruktur und die komplexen Proteasemaschinen (20S-Proteasom, HsIV/HSIU) näher untersucht. In einem weiteren Projektbereich werden molekulare Maschinen analysiert, die sich mit dem Transport von Proteinen über Membranen befassen. Es sollen die strukturellen und molekularen Wirkungsweisen der Proteintranslokasekomplexe von Bakterien (SecYEG, Typ III Protein-Sekretionssystem), Mitochondrien (TOM, TIM22, TIM23, OXA) und der Chloroplasten (TOC, TIC und Albino 3) aufgeklärt werden.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Chaperonin-vermittelte Proteinfaltung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hartl, Franz-Ulrich ;  Hayer-Hartl, Manajit )
• A02 - Strukturelle und funktionelle Analyse des Hsp90 Chaperon Komplexes (Teilprojektleiter Buchner, Johannes )
• A03 - Funktionsanalyse des molekularen Chaperons Hsp104 (Teilprojektleiter Walter, Stefan )
• A04 - Structure and funktion of VAT, the archaeal homologue of Cdc48 and p97 (Teilprojektleiter Baumeister, Wolfgang ;  Kessler, Horst ;  Peters, Jürgen )
• A05 - Kleine Hitzeschockproteine als Teil der zellulären Chaperonmaschinerie (Teilprojektleiter Buchner, Johannes ;  Haslbeck, Martin )
• A06 - Chromatin Remodelling durch den "Chromatin Accessibility Complex (CHRAC)" (Teilprojektleiter Becker, Peter Burkhard )
• A07 - 20S Proteasome: Die Mechanismen der Assemblierung und der Substrattranslokation (Teilprojektleiter Baumeister, Wolfgang )
• A8 - HsiVU und die Proteasom assoziierten ATPasen (Teilprojektleiter Groll, Michael ;  Huber, Robert )
• A09 - Struktur und Dynamik von Chaperonen und ihren Komplexen mit Liganden, Inhibitoren, Cochaperonen und Substraten (Teilprojektleiter Kessler, Horst )
• A10 - Funktion der Cdc48 Segregase und ihrer Co-Faktoren (Teilprojektleiter Jentsch, Stefan )
• A11 - Strukturelle und funktionelle Charakterisierung der proteasomalen Regulation (Teilprojektleiter Groll, Michael )
• B01 - Strukturuntersuchungen an der bakteriellen "Präprotein-Translokase" und an kleinen Hitzeschockproteinen (Teilprojektleiterin Weinkauf, Sevil )
• B2 - Die Präproteintranslokase der mitochondrialen Außenmembran: Transport von Proteinen durch die Nanoporen des TOM Komplexes (Teilprojektleiter Nußberger, Stephan Boris )
• B03 - Proteintranslokasen in der Sortierung von Proteinen in die mitochondriale Innenmembran (Teilprojektleiter Neupert, Walter )
• B4 - Der TIM22-54 Komplex: Proteintranslokations- und Membraninsertionsmaschine für polytope Proteine der Innenmembran in Mitochondrien (Teilprojektleiter Hell, Kai ;  Prokisch, Holger )
• B05 - Die OXA1-Proteininsertionsmaschine der Mitochondrien (Teilprojektleiter Herrmann, Johannes M. )
• B06 - Molekulare Analyse des Typ III Protein-Sekretions/Translokationssystems von Yersinia entercolitica (Teilprojektleiter Heesemann, Jürgen )
• B08 - Organisation und Biogenese von supramolekularen Maschinen in der Innenmembran von Mitochondrien (Teilprojektleiter Reichert, Andreas )
• B09 - Identifikation, Isolation und Aharakterisierung des Proteinexport-Komplexes Albino3 der Thylakoidmembran höherer Pflanzen (Teilprojektleiter Eichacker, Lutz )
• B10 - Funktion und Regulation des Proteinimport-Translocons der inneren Chloroplastenhüllmembran (Teilprojektleiter Soll, Jürgen )
• B11 - Strukturelle und Funktionelle Analyse des Translokationskomplexes der äußeren Hüllmembran von Chloroplasten (Teilprojektleiter Schleiff, Enrico )
• B12 - Molecular structure and function of the preprotein translocase of the outer membrane of mitochondria (Teilprojektleiter Rapaport, Doron )
• B13 - Der mitochondriale Importmotor für Vorstufenproteine (Teilprojektleiter Hell, Kai )
• B14 - Struktur des mitochondrialen TOM-Komplexes (Teilprojektleiter Groll, Michael ;  Neupert, Walter )
• B15 - Struktur des proteinleitenden Kanals bei der Insertion eines polytopischen Membranproteins, des Opsins (Teilprojektleiter Beckmann, Roland )
• B16 - Tim17/22/23 Homologe in Chloroplasten; Funktion und Bedeutung im Proteintransport (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bölter, Bettina ;  Soll, Jürgen )
• B17 - Struktur und Funktion des Ribosom-NAC-Komplexes (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Beatrix, Birgitta ;  Beckmann, Roland )
• B18 - Strukturelle und Funktionelle Analyse der mitochondrialen TIM23-Präproteintranslokase (Teilprojektleiterin Mokranjac, Dejana )
• B19 - Untersuchungen der Struktur und Dynamik der molekularen Erkennung beim Import in Peroxisomen (Teilprojektleiter Sattler, Michael )
• Z01 - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Neupert, Walter )
• Z02 - Zentrallabor für Proteinanalytik (Teilprojektleiter Imhof, Axel )

• Antragstellende Institution: Ludwig-Maximilians-Universität München
• Beteiligte Hochschule: Technische Universität München (TUM)
• Beteiligte Institution: Max-Planck-Institut für Biochemie (MPIB)
• Sprecher: Professor Dr. Roland Beckmann