Mia40 und ALR Substrate: Initiale Schritte in Biogenese und Regulation

• Antragsteller: Professor Dr. Jan Riemer
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 196651114

Die Biogenese und Erhaltung von Mitochondrien ist von entscheidender Bedeutung für die zelluläre Integrität. Wir arbeiten zur Biogenese und Funktion von Proteinen des mitochondrialen Intermembranraums. Diese Proteine besitzen wichtige Funktionen während der Assemblierung der Atmungskette, bei der Einleitung der Apoptose und in der Calcium-Homöostase. Während einige dieser Proteine durch mitochondriale Zielsequenzen importiert werden, werden die meisten Intermembranraumproteine mit Hilfe der Oxidoreduktase Mia40 importiert und gefaltet. Hierfür sind diese Proteine mit konservierten Cysteinmotiven ausgestattet.Mia40 und die dazugehörige Sulfhydryloxidase ALR sind Teil einer kürzlich entdeckten oxidativen Faltungsmaschinerie, welche sich in vielen Aspekten stark von der oxidativen Faltungsmaschinerie des Endoplasmatischen Retikulums unterscheidet. Bisher wurden die Komponenten und Mechanismen dieser Maschinerie hauptsächlich in in vitro Experimenten oder in Arbeiten am Modellsystem der Bäckerhefe charakterisiert. Es fehlt jedoch der Einblick in fundamentale Aspekte dieser Maschinerie insbesondere in Säugetierzellen, wie z.B. Regulation der Maschinerie oder ihr Substratspektrum. Zusätzlich ist es weitgehend unklar welche cytosolischen Prozesse ablaufen bevor Mia40-Substrate, in Mitochondrien importiert werden. Wir haben vor Kurzem die Interaktome von Mia40 und ALR gelöst und dabei gefunden, dass die Substrate dieser zwei Proteine deutlich vielfältiger und komplexer sind, als zuvor angenommen. Weiterhin zeigen unsere vorläufigen Daten, dass sich Mia40-Substrate im Cytosol grundsätzlich anders verhalten als Proteine, die eine mitochondriale Zielsequenz besitzen.Basierend auf diesen spannenden neuen Daten möchten wir nun cytosolische Interaktionspartner von Mia40-Substraten identifizieren, um zu verstehen, wie diese Substrate im Cytosol stabilisiert und in Richtung der Mitochondrien gebracht werden. Weiterhin möchten wir ungewöhnliche Mia40 und ALR Substrate charakterisieren, um die zahlreichen Funktionen, mit denen Mia40 und ALR assoziiert wurden, mechanistisch zu verstehen. Zusätzlich wollen wir die Interaktome von Mia40 und ALR unter Stressbedingungen lösen, um Einblicke in die Dynamik der entsprechenden Interaktome zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen