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SFB 815:  Redox-Regulation: Generatorsysteme und funktionelle Konsequenzen

Fachliche Zuordnung Medizin
Biologie
Förderung Förderung von 2009 bis 2020
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 61867463
 
Die Redox-Regulation stellt die Schnittstelle zwischen Genom-kodierten Struktur-Funktionsbeziehungen und deren Anpassung an die Verfügbarkeit von Sauerstoff, der Bildung von Superoxid, Stickstoffmonoxid und Schwefelwasserstoff sowie deren Metabolite dar. In Analogie zum Genom und Epigenom muss das Proteom um das Epiproteom, oder Redox-Proteom, erweitert werden. Dabei fungiert die posttranslationale, reversible Proteinmodifikation durch Redox-Signale als Kommunikationsprinzip einer Netzwerk-basierten Steuerung zellulärer Funktionen. Beispiele der durch Redox-Veränderungen beeinflussten Funktionen sind (i) Aktivitätsveränderungen von Enzymen bzw. Transkriptionsfaktoren, (ii) Bildung von Proteinaggregaten, (iii) Proteinstabilität bzw. Proteinfunktionalität und (iv) Kompartimentalisierung, Zell-Matrix bzw. Zell-Zell-Kommunikation. Basierend auf diesen Veränderungen untersucht der Sonderforschungsbereich integrative Prozesse wie Zelldifferenzierung, Zellpolarisierung, Entzündung, Schmerz, Diabetes, elektrische Konduktion und Infektion.Nach den Schwerpunkten „Aktivierung von Generatorsystemen“ (NADPH-Oxidasen, Atmungskettenkomplexe, Prolylhydroxylasen, Cystathion-y-Lyase) in der ersten Förderperiode sowie der „Erforschung veränderter Zieleffektorstrukturen“ bei Entzündung, Mitochondrienfunktion und der Steuerung komplexer Systemabläufe durch Redox-modifizierte Proteine in der zweiten Förderperiode, ist es Ziel der dritten Förderperiode, mit diesem Wissen unsere Vorstellungen über die „Redox-Prägung biologischer Systeme“ voranzutreiben. Unter dem Begriff der Redox-Prägung biologischer Systeme verstehen wir (i) Methoden zur Visualisierung von Redox-Signaturen, u.a. der Identifikation geeigneter (Bio)Marker, (ii) die Identifikation und ein mechanistisches Verständnis zur Rolle von Redox-Knotenpunkten komplexer biologischer Signalkommunikationskaskaden, (iii) Verbindungen zwischen Epiproteom und Metabolom, und (iv) Fragen bzgl. Interventionsoptionen und der Allgemeingültigkeit unserer Beobachtungen. Insbesondere die Dynamik unserer molekularen, zellulären und in vivo-Systeme zur Aktivierung der Generatorsysteme, dem zeitlichen Verlauf der biologischen Veränderungen und den Schritten zur Reversibilität wird zeigen, wie die Systeme balanciert sind, wie sie justiert werden und welche funktionellen Konsequenzen sich für Zellen, Organe und/oder den Organismus aus der Redox-Regulation ergeben. Dies kann in Verbindung mit der Initiation von Krankheiten, aber auch deren Auflösung stehen. Massenspektrometrische Verfahren zur posttranslationalen Proteom-weiten Analyse der Redox-Modifikationen sind methodisch unerlässlich und somit zentral für den SFB 815.Mit seinem thematischen Ansatz möchte der Sonderforschungsbereich auch langfristig einen interdisziplinären Beitrag leisten, die Prägung kardiovaskulärer, onkologischer/immunologischer und neurologischer Systeme durch exemplarische Redox-Signaturen zu erkennen, deren Signalwirkung zu verstehen und ggf. einer Modulation zugänglich zu machen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Goethe-Universität Frankfurt am Main
 
 

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