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Projekt
Die Stöchiometrie von Homo- und Heterokomplexen von Bcl-2 Proteinen auf Einzelmolekülebene
Antragstellerin
Professorin Dr. Ana Jesús Garcia Sáez
Fachliche Zuordnung
Pharmakologie
Biochemie
Biophysik
Biochemie
Biophysik
Förderung
Förderung von 2014 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 232935877
Die Proteine der Bcl-2 Familie bilden ein komplexes Interaktionsnetzwerk. Dieses komplexe Zusammenspiel der Bcl-2 Proteine verursacht während der Apoptose die Permeabilisierung der äußeren Mitochondrienmembran (MOM). Der molekulare Mechanismus wie das mannigfaltige Zusammenspiel der Bcl-2 Proteine die MOM Permeabilisierung kontrollieren, bleibt jedoch eine der Schlüsselfragen in diesem Forschungsfeld. Die Hauptzielsetzung dieses Projektes ist es die Stöchiometrie der Homo- und Heterokomplexe der Bcl-2 Proteine in Membranumgebung aufzuklären. Darüberhinaus wird untersucht welchen Einfluss die Proteinkonzentration, die Phosphorylierung, die Membrankrümmung oder andere Mitglieder der Proteinfamilie auf die Regulierung dieser Komplexe haben. Wir beabsichtigen mithilfe individuell optimierter Einzelmolekültechniken noch nie dargewesene Detailgenauigkeit zu erzielen, welche quantitative Informationen über die Bindungsaffinität, die strukturelle Organisation, die zeitliche sowie räumliche Heterogenität lieferen und die direkte Visualisierung von einzelnen Komplexen ermöglichen. Weiterführend zu unseren bisherigen Einzelmolekülstudien von Bax werden wir konkret folgende Fragen erörtern:1) Den Einfluss der Proteinkonzentration und Membrankrümmung auf die Verteilung der oligomerischen Bax-Spezien.2) Die Stöchimometrie und Lebensdauer von cBid/Bax und Bcl-xL/Bax Komplexen in der Membran. 3) Der relative Beitrag von Bax Autoaktivierung verglichen mit der Aktivierung durch cBid auf die endgültigen Verteilung von olgomerischen Bax-Spezien, sowie den Effekt von Bxl-xL auf diesen Prozess.4) Die Stöchiometrie von Bok Oligomeren in der Membran und die Regulierung durch cBid und Bcl-xL, sowie den inhibitorischen Mechanismus von Blf1.5) Die Affinität zwischen Bcl-2 und PUMA, Bim oder tBid. Desweiteren den Einfluss der Phosphorylierung auf das Zusammenspiel zwischen diesen Proteinen und die Regulierung der Apoptose.6)Die strukturelle Konformation von Bim allein und im Komplex mit DLC1, Bax oder Bcl-xL in der Membran.Das Ergebnis dieser Forschung wird eine detaillierte molekulare Beschreibung der Homo- und Heterokomplexe der Bcl-2 Proteine (mit eingeschlossen deren Regulierung) liefern. Dies wird die gegenwärtigen mechanistischen Modelle stark verbessern und uns das funkionelle Verständnis darüber wie die mitochondriale Apoptose koordiniert wird, näher bringen. In Anbetracht der Verwicklung der Bcl-2 Proteinfamilie in etlichen Krankheiten, wird das Ergebnis unserer Forschung auch bedeutend zur Entwicklung neuer Strategien für die therapeutische Intervention zielgerichtet gegen die Bcl-2 Proteinfamilie und zu der Verbesserung bereits bestehender Strategien beitragen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
