Mechanismen der Sortierung und des Transports von Ceramid zwischen dem endoplasmatischen Retikulum und dem Golgi-Apparat in Saccharomyces cerevisiae.

• Antragsteller: Professor Dr. Florian Fröhlich
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464504472

Ceramide sind eine wichtige Lipidklasse in allen eukaryotischen Zellen. Sie wirken als Signalmoleküle und sind Vorläufer für die komplexen Sphingolipide, die als strukturelle Bestandteile der Plasmamembran fungieren. Um zu komplexen Sphingolipiden umgewandelt zu werden müssen Ceramide vom endoplasmatischen Retikulum zum Golgi-Apparat transportiert werden. In Säugetierzellen erfolgt dieser Schritt hauptsächlich durch nicht-vesikulären Transport über das Ceramid-Transportprotein CERT. In Saccharomyces cerevisiae werden die Ceramide sowohl durch vesikulären als auch durch nicht-vesikulären Transport transportiert. Die molekularen Mechanismen, die dem Ceramidtransport in Hefe zugrunde liegen, sind jedoch noch weitgehend unbekannt. Durch die Analyse chemisch-genetischer Interaktionsdaten haben wir das Hefeprotein Svf1 als wichtigen Regulator des Ceramidtransports zwischen dem ER und dem Golgi-Apparat identifiziert.Die Deletion von Svf1 führt zu verminderten Mengen von komplexen Sphingolipiden und einer gleichzeitigen Anhäufung von Ceramiden. In vorläufigen Experimenten haben wir eine amphipathische Helix am N-Terminus von Svf1 identifiziert, die Svf1 auf das ER und den frühen Golgi-Apparat lokalisiert. Auf der Grundlage dieser Daten schlagen wir nun vor, den molekularen Mechanismus der Interaktion von Svf1 mit Membranen und insbesondere Ceramiden im Detail zu untersuchen und seine Rolle bei der Sortierung und dem Transport von Ceramid zu analysieren. Im ersten Punkt werden wir die Interaktion von Svf1 mit Modellmembranen in vitro analysieren und den Lipidbedarf für diese Interaktion bestimmen. Im zweiten Teil werden wir Proteininteraktionspartner identifizieren, die für die Assoziation von Svf1 mit Membranen notwendig sind, und ihre Rolle bei der Svf1-abhängigen Ceramidsortierung analysieren. Im dritten Punkt werden wir den molekularen Mechanismus der Svf1-abhängigen Ceramidsortierung und/oder des Svf1-abhängigen Transports identifizieren und in vitro Ceramidsortierungs-/Transport-Assays etablieren. Der Abschluss dieses Projekts wird Licht auf die seit langem bestehende Frage werfen, wie Ceramide in Hefe zwischen dem ER und dem Golgi transportiert werden. Darüber hinaus hat dieses Projekt das Potenzial, einen völlig neuartigen Mechanismus aufzudecken, wie Lipide in Zellen sortiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen