Die Bedeutung der universell konservierten ATPase YchF für die zelluläre Stressantwort

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Hans-Georg Koch; Professorin Dr. Bettina Warscheid
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 243102646

YchF ist eine universell konservierte ATPase, über deren Funktion bislang nur wenig bekannt ist. Trotz seiner ATPase-Aktivität wird YchF auf Grund der Aminosäuresequenz zu den translation factor-like GTPases gezählt. Eine Ribosomen-interaktion von YchF konnte zwar in E. coli sowie in Trypanosoma cruzii gezeigt werden, mögliche Konsequenzen für die Proteinbiosynthese sind allerdings unbekannt. Für das humane YchF Homologe Ola1 konnte bislang keine Ribosomenbindung nachgewiesen werden. Stattdessen wird eine Beteiligung an der post-translationalen Regulation der oxidativen Stressantwort sowie bei der Tumorenstehung postuliert, da eine erhöhte Ola1-Expression in vielen Tumoren beobachtet wird. Die möglichen molekularen Mechanismen sowie die Interaktionspartner von Ola1 sind bislang allerdings völlig unbekannt. Unsere Daten zur Funktion dieses hoch-konservierten Proteins in E. coli zeigen, dass YchF als Inhibitor der oxidativen Stressantwort wirkt. Diese Inhibierung erfolgt nicht durch eine Regulation der Transkription oder Translation wichtiger Stressproteine (OxyR, KatG), sondern durch eine direkte Inhibierung der Katalase-Aktivität (Wenk et al., 2012). Durch orts-gerichtete Quervernetzungsexperimente sowie massenspektrometrische Analysen konnte eine Interaktion von YchF mit den Katalasen/Peroxidasen KatG, KatE und AhpCF nachgewiesen werden. Diese Daten deuten darauf hin, dass YchF die oxidative Stressantwort über eine bislang unbekannte post-translationale Inhibition wichtiger Stressproteine reguliert. Die Phosphorylierung bzw. Dephosphorylierung von YchF sowie seine ATPase-Aktivität scheinen für die inhibierende Wirkung notwendig zu sein. Unsere Daten lassen vermuten, dass E. coli YchF und das humane Ola1 eine vergleichbare Funktion haben und als universell konservierte Inhibitoren der oxidativen Stressantwort wirken. Unser Ziel ist es, die Zielmoleküle dieser Inhibition zu identifizieren sowie den Hemmmechanismus aufzuklären. In den einfach zu analysierenden Modellorganismen E. coli und S. cerevisiae soll das YchF-Interaktom in Anhängigkeit von oxidativem Stress identifiziert werden und die biochemischen/molekularbiologischen Grundlagen der YchF-Wirkung erarbeitet werden. Hier soll u.a. die Expression und Modifikation von YchF in Abhängigkeit von oxidativem Stress analysiert werden. Wegen der postulierten Bedeutung von Ola1 für Tumorentstehung und -metastasierung sollen die in E. coli/S. cerevisiae gewonnenen Daten in einer zweiten Förderperiode in humanen Zelllinien verifiziert und erweitert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen