Substratrekrutierung und Spaltung durch die γ-Sekretase

• Antragsteller: Professor Dr. Harald Steiner
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263531414

Die gamma-Sekretase ist eine lebenswichtige intramembranspaltende Protease und wichtiges Zielmolekül für Medikamente gegen die Alzheimererkrankung (AD). Neben dem AD-assoziierten beta-Amyloidvorläuferprotein (APP) schneidet das Enzym, soweit derzeit bekannt, annährend hundert weitere Substrate. Wie diese erkannt und ausgewählt werden ist nur sehr unzureichend verstanden. Trotz wichtigen strukturellen Informationen, die vor kurzem für die gamma-Sekretase erhalten wurden, sind die Substratbindungsstelle(n) noch nicht genau definiert. Außerdem ist nicht bekannt, welche Substratmerkmale ein gutes (d.h. effizient spaltbares) bzw. schlechtes (d.h. schwer spaltbares) Substrat auszeichnen. Im vorliegenden Projekt werden wir die Substratbindungsstelle(n) der gamma-Sekretase mit speziellen Substraten identifizieren, die so verändert sind, daß sie an definierten Stellen eine photoaktivierbare quervernetzbare Aminosäure besitzen. Dadurch werden nach UV-Belichtung eindeutig die Untereinheiten identifiziert, die direkt Substrat binden. Mit diesem, erstmalig in unser Forschungsfeld eingeführten Ansatz werden wir zunächst die Bindungsstellen von APP kartieren und dann die von dem wichtigen gamma-Sekretasesubstrat Notch1 und anderen Substraten, die von Interesse sind (Ziel 1). Zusätzlich werden wir durch Mutageneseanalyse Sequenzdeterminanten, die die Effizienz der Substratspaltung bestimmen in Proteolyseassays, identifizieren (Ziel 2). Schließlich werden wir untersuchen welchen Einfluß die Lipidumgebung auf den Substraterkennungsprozess hat (Ziel 3). Unsere Studien werden grundlegende Einblicke erlauben, wie Intramembranproteasen Substrate rekrutieren und spalten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2290: Intramembrane Proteolyse Verstehen