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Projekt
Charakterisierung der Translokationspore der peroxisomalen Proteinimport-Maschinerie
Antragsteller
Professor Dr. Ralf Erdmann; Professor Dr. Michael Meinecke
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Förderung
Förderung von 2013 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 219314758
Peroxisomale Matrixproteine werden im Cytosol mit einer von zwei verschiedenen peroxisomalen Signalsequenzen, PTS1 bzw. PTS2, synthetisiert. Diese Proteine werden im Cytosol von Importrezeptoren erkannt und gebunden, die ihrerseits die Cargo-Moleküle zur peroxisomalen Membran dirigieren. An der Membran bindet der Rezeptor-Cargo Komplex an den Docking Komplex. Dieser Vorgang führt zu einer Assemblierung des Translokationkomplexes und im Folgenden passieren die Cargo-Moleküle die peroxisomale Membran durch wassergefüllte Translokationsporen, die spezifisch für die jeweiligen Cargo-Molekülklassen sind. Während des Importprozesses inserieren die Importrezeptoren in die peroxisomale Membran und werden ein integraler Bestandteil des Translokationskomplexes. Im Anschluss an die Cargotranslokation werden die Rezeptoren aus der Membran extrahiert und gelangen so erneut ins Cytosol. Dieser Mechanismus führt zur Annahme, dass sich die Translokationspore auf Bedarf formiert und nach Cargo-Translokation disassembliert wird. Mit dem beantragten Projekt werden wir einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zu einem molekularen Verständnis der peroxisomalen Proteinimportmaschinerie nehmen. Im Einzelnen gliedert sich das Projekt wie folgt:A) Identifikation und Charakterisierung der humanen peroxisomalen TranslokationsporeB) Funktionelle Analyse der Kernkomponenten der peroxisomalen TranslokationsmaschinerieC) Charakterisierung des alternativen PTS1 TranslokonsIm ersten Teil dieses Projektes sollen die erfolgreich begonnenen elektrophysiologischen Studien zu dem humanen peroxisomalen Translokon weitergeführt werden. Ausgehend von den in der vergangenen Förderperiode etablierten Protokollen für die Aufreinigung und Rekonstitution des Translokationskomplexes, soll die humane Pore biochemisch, elektrophysiologisch sowie strukturell von den beteiligen Gruppen gemäß ihrer Expertise charakterisiert werden. Um das zweite Ziel dieses Antrages zu erreichen, sollen die molekularen Interaktionen zwischen Docking Komplex Proteinen mit dem PTS1 Importrezeptor und Cargo Proteinen untersuch werden. Die Studien basieren auf der Verwendung gereinigter Komponenten und verschiedener Modelmembran-Systeme. Die in vitro Ergebnisse werden dabei durch gründliche in vivo Experimente validiert. Ein zentraler Punkt dieses Projektes wird die Aufklärung und Charakterisierung der minimalen porenformenden Einheit des PTS1-Translokons sein.Im dritten Teil des Projektes soll die Struktur-und Funktionsanalyse des kürzlich identifizierten, alternativen PTS1 Translokon erfolgen. Die Bedeutung des neuartigen Importrezeptor Pex9p im Prozess der Porenbildung wird erforscht werden. Darüber hinaus werden wir neue Pex9p-abhängige Cargo-Moleküle identifizieren und die Interaktion zwischen Pex9p und dem Docking-Komplex wird analysiert werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
