Evolution und Funktion der Globine der Vertebraten

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Burmester
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257057960

Globine sind kleine Eisen-Häm-Proteine die Sauerstoff reversibel binden und daher eine wichtige Rolle in der Atmung der Tiere und in der oxidativen Energiegewinnung spielen. Hämoglobin und Myoglobin zählen zu den am besten untersuchten Proteinen in der biomedizinischen Forschung und dienen als Modellsystem zur Untersuchung von Evolution und Funktion von Proteinen. Unsere Studien der letzten Jahre führten zur Entdeckung von sechs weiteren Globintypen der Wirbeltiere (Androglobin, Neuroglobin, Cytoglobin, Globin E, Globin X und Globin Y). Die Funktionen dieser "neuartigen" Globine sind jedoch weitgehend ungeklärt und Gegenstand des vorliegenden Antrags. Durch Untersuchungen der Verwandtschaft, des Globinrepertoires und der Syntenie (Genanordnung) in den Globinregionen soll die Evolution der Globine nachvollzogen werden. Wir werden insbesondere die Globinen der Neunaugen analysieren, die Hinweise auf die frühe Evolution der Wirbeltierglobine geben werden, sowie die Subfunktionalisierung der Globine der Schildkröten untersuchen, die alle acht Globintypen besitzen. Die Untersuchung der Expression erlaubt Hinweise auf die gewebe- und zellspezifische Rolle der jeweiligen Globine in diesen Spezies. Funktionelle Untersuchungen sollen anhand stabil transfizierter Zelllinien durchgeführt werden. Dabei soll die Fähigkeit der einzelnen Globine untersucht werden, Toleranz gegenüber Hypoxie und reaktiven Sauerstoffspezies zu vermitteln, sowie die Rolle beim Schutz von Lipiden, bei der Generation von ROS und NO, bei der mitochondrialen Respiration und in der Apoptose analysiert werden. Weiterhin sollen in Kooperation strukturelle und kinetische Daten ausgewählter Globine gewonnen werden. Die Kombination der Ergebnisse der phylogenetischen und funktionellen Analysen soll es schließlich erlauben, die funktionelle Evolution der Globinfamilie der Wirbeltiere nachzuvollziehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen