Molekularbiologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
AAA+ Proteine bilden ring-förmige Oligomere und remodellieren ATP-abhängig Zielproteine, eine Aktivität die von zentraler Bedeutung in der zellulären Proteinqualtitätskontrolle ist. Einige AAA+ Proteine (z.B. ClpA, ClpX) assoziieren mit einer Peptidase (z.B. ClpP) und wirken in genereller und regulierter Proteolyse, während andere Familienmitglieder wie ClpV und ClpB nicht mit ClpP kooperieren und neue zelluläre Funktionen übernehmen. ClpV liegt i.d.R. in Proteobakterien vor, welche mit eukaryontischen Zellen interagieren. clpV ist in einem konservierten Gencluster organisiert, welcher für ein neuartiges (Typ VI) Sekretionssystem kodiert. Durch Etablierung des humanpathogenen Vibrio cholerae als Modellorganismus konnte gezeigt werden dass ClpV wahrscheinlich den essentiellen Translokationsmotor für den Export von TypVI Substraten darstellt. Weiterhin konnten der VipA/VipB Komplex als Interaktionspartner der ClpV N-Domäne identifiziert und charakterisiert werden. Die funktionelle Bedeutung der ClpV-VipA/B Interaktion ist Gegenstand aktueller Untersuchungen. ClpB kooperiert mit dem Hsp70 (DnaK) Chaperonsystem in der Auflösung stabiler Proteinaggregate, eine Aktivität die für das Überleben von Bakterien unter Streßbedingungen essentiell ist. Durch neue mechanistische Untersuchungen konnte gezeigt werden, daß die ClpB-spezifische M-Domäne während der Disaggregationsreaktion als molekularer Schalter fungiert und die Translokationsaktivität von ClpB mit der DnaK Chaperonaktivität koppelt. Weiterhin konnte durch die Generierung von aggregierten Fusionsproteinen, bestehend aus nativen und mißgefalteten Domänen, gezeigt werden dass die partielle Translokation von mißgefalteten Domänen ausreichend für eine effiziente ClpB-vermittelte Aggregatauflösung ist. Diese reduzierte Entfaltungaktivität unterscheidet ClpB von anderen AAA+ Proteinen (z.B. ClpC) und gewährleistet das Erzielen maximaler Rückfaltungseffizienzen gegenüber einem breiten Substratspektrum. Synechococcus ClpB2 sowie Staphylococcus aureus ClpL stellen spezialierte AAA+ Proteine dar deren Funktion unbekannt ist. Zur Identifizierung von Interaktionspartner wurden spezifische ClpB2 bzw. ClpL Varianten konstruiert, welche nun zur Identifizierung der zellulären Funktion sowie von Proteinsubstraten eingesetzt werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2007). M domains couple the ClpB threading motor with the DnaK chaperone activity. Mol Cell 25, 247-260
Haslberger, T., Weibezahn, J., Zahn, R., Lee, S., Tsai, F. T., Bukau, B., and Mogk, A.
- (2008). Common and specific mechanisms of AAA+ proteins involved in protein quality control. Biochem Soc Trans 36, 120-125
Mogk, A., Haslberger, T., Tessarz, P., and Bukau, B.
- (2008). Substrate threading through the central pore of the Hsp104 chaperone as a common mechanism for protein disaggregation and prion propagation. Mol Microbiol 68, 87-97
Tessarz, P., Mogk, A., and Bukau, B.
