GRK 2467:  Intrinsisch ungeordnete Proteine – Molekulare Prinzipien, zelluläre Funktionen und Krankheiten

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung seit 2019
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391498659

Ein erheblicher Teil der Proteome sowohl von Prokaryoten als auch von Eukaryoten besteht aus intrinsisch ungeordneten Proteinen (IDPs) oder Proteinen mit intrinsisch ungeordneten Regionen (IDRs). IDPs/IDRs fehlt eine definierte Tertiärstruktur und sie weisen im Vergleich zu anderen Proteinen oft eine geringere Sequenzkomplexität auf. Posttranslationale Modifikationen sind entscheidend für die biologischen Funktionen von IDPs/IDRs, welche für die Bildung membranloser Organellen verantwortlich sind. Etwa 50–60 % aller eukaryotischen Proteine sind intrinsisch ungeordnet oder enthalten IDRs. Bei Eukaryoten wird davon ausgegangen, dass 52–67 % aller Proteine IDRs mit einer Länge von 40 oder mehr Aminosäuren enthalten. IDPs/IDRs spielen eine wichtige Rolle bei membranassoziierten Prozessen, der Signaltransduktion und der Regulierung von Zellwachstum, Zelldifferenzierung und -proliferation. Trotz der weiten Verbreitung von IDPs/IDRs und ihrer Bedeutung für zelluläre Funktionen sind sie noch weitgehend unerforscht. Im GRK2467 stehen verschiedene biochemische und biophysikalische Techniken zur Charakterisierung von IDPs/IDRs zur Verfügung. In der ersten Förderperiode des GRK2467 wurden wichtige Erkenntnisse über die molekularen Grundlagen der Funktionen von IDPs/IDRs gewonnen. In der zweiten Förderperiode des GRK2467 wird der Schwerpunkt auf einem besseren Verständnis von IDPs/IDRs in zellulären Systemen, Organismen und krankheitsbezogenen Prozessen liegen. Nachdem in der ersten Förderperiode mehrere IDPs/IDRs hauptsächlich mit gereinigten Proteinen über in vitro-Ansätze charakterisiert wurden, stehen in der zweiten Förderperiode in cellulo- und in vivo-Strategien im Vordergrund. So sollen wichtige Erkenntnisse zur Beteiligung von IDPs/IDRs an der Entstehung und Erhaltung von Krankheiten gewonnen werden. Die enge Zusammenarbeit von Gruppen innerhalb des GRK2467 mit vielfältigem wissenschaftlichen Hintergrund in Biophysik, Biochemie und Zellbiologie ist eine Voraussetzung für ein besseres Verständnis der Einflüsse von IDPs/IDRs zu zellulären und pathophysiologischen Prozessen. Das GRK2467 zielt auf die Beantwortung von vier Fragen ab: (i) Welche molekularen Eigenschaften tragen zur Konformationsplastizität von IDPs/IDRs bei? (ii) Wie beeinflussen diese Eigenschaften spezifische Interaktionen von IDPs/IDRs mit anderen Proteinen und Nukleinsäuren? (iii) Wie beeinflussen IDPs/IDRs molekulare Signalwege in zellulären Systemen und Organismen? (iv) Wie tragen IDPs/IDRs zur Entwicklung von pathophysiologischen Zuständen bei? Das GRK2467 wird an seinen bisherigen Erfolg mit einem Fokus auf IDP/IDR-Forschung anknüpfen und gleichzeitig optimale Ausbildungsperspektiven für junge Wissenschaftler bieten.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
• Beteiligte Institution: Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB)
• Sprecherin: Professorin Dr. Andrea Sinz
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Dr. Christian Arlt, seit 2/2024; Professor Dr. Jochen Balbach; Professorin Dr. Katharina Bürstenbinder, bis 11/2023; Professor Dr. Christian R. Eckmann; Professor Stephan-Michael Feller, Ph.D.; Professor Dr. Stefan Hüttelmaier; Professor Dr. Panagiotis L. Kastritis; Professorin Dr. Sonja Keßler; Dr. Marcel Köhn; Maria Ott, Ph.D.; Professorin Dr. Tina Romeis; Professor Dr. Milton T. Stubbs