Identifizierung von Bindungsproteinen und molekularen Funktionen des BCL-2 Familienproteins BOK

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Kaufmann
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 232935877

Obwohl das Bcl-2 Familienprotein Bok vor 15 Jahren kloniert worden ist, weiß man wenig über dessen Funktion und physiologische Rolle. Es ist mittlerweile bekannt, dass Bok in fast jedem Gewebe exprimiert ist und nicht, wie ursprünglich beschrieben, nur in Repdroduktionsorganen. Überexpression von Bok induziert Apoptose in vielen Zellen und anhand der Aminosäuresequenz wurde angenommen, dass Bok ein Bax-ähnliches Protein ist. Erstaunlicherweise wurde kürzlich gezeigt, dass das Bok Gen in vielen humanen Krebszellen herunterreguliert ist. Wir konnten kürzlich aufzeigen, dass Bok-induzierte Apoptose über einen vorwiegend Bax/Bak-abhängigen Mechanismus abläuft. Des Weiteren haben wir berichtet, dass Bok innerhalb der Zelle stark an nicht-mitochondrialen Membranen lokalisiert, und zwar vorwiegend an Membranen des Golgi-Apparats und des Endoplasmatischen Retikulums (ER). Eine Rolle von Bok am ER/Golgi wurde indirekt bestätigt durch unsere Beobachtung einer gestörten „ER Stressantwort“ in Bok-defizienten Zellen. Das hier vorgeschlagenen Projekt, welches mehrere Kollaborationen innerhalb unserer Forschungsgruppe beinhaltet, hat zum Ziel, die molekularen Funktionen von Bok besser zu verstehen. Unsere kürzlich entwickelte Bok „knockout“ Maus (der das Bok Gen fehlt) sowie viele von uns generierte molekulare Hilfsmittel zur Studie von Bok werden uns und den anderen Forschungsgruppen von Nutzen sein. Ein erstes Ziel ist die Analyse von Bok-enthaltenden multi-Protein Komplexen, die wir aus verschiedenen intrazellulären Membranen gesunder wie sterbender Zellen isolieren werden. Aus diesen Komplexen werden wir durch unbefangene massenspektrometrische Analysen neue Bok- Bindungsproteine identifizieren und die biologische Relevanz dieser Interaktionen testen. Zudem werden wir in zellfreien Systemen untersuchen, ob rekombinantes Bok oligomerisieren und Poren in biologischen Membranen bilden kann. Ein weiteres Ziel beinhaltet die Ergründung der pro-apoptotischen Mechanismen von Bok auf molekularer Ebene und dessen Potential, Krebszellen auf chemotherapeutische Substanzen zu sensibilisieren. Als letztes Ziel wollen wir die Mechanismen untersuchen, die bei Fehlen von Bok zu einer gestörten „ER Stressantwort“ führen und haben dafür sowohl in vitro wie auch in vivo Versuche in der Maus vorgesehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2036: Neue Einblicke in die Interaktionen der Bcl-2-Familie: Von der Biophysik zur Funktion
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Partnerorganisation: Schweizerischer Nationalfonds (SNF)