Oligomerisierung und Aktivierung von BMP-Rezeptoren

• Antragstellerin: Professorin Dr. Petra Knaus
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5359801

Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) sind multifunktionelle Proteine, die Zellwachstum, Differenzierung und Apoptose regulieren. BMP-2 initiiert entsprechende Signale durch Bindung an zwei Typen von Rezeptoren, Typ I und Typ II Rezeptoren, die an der Zelloberfläche als homo- oder heteromere Komplexe vorliegen. Vor Ligandenbindung sind 30% der BMP-Rezeptoren in vorgeformten heterooligomeren Komplexen (PFC: preformed complex) lokalisiert. Die restlichen Rezeptoren werden erst nach Ligandenbindung in heteromere Komplexe rekrutiert. Ligandenbindung an PFC, bestehend aus BMP-Typ I und BMP-Typ II Rezeptoren führt zu einer Konformationsänderung, welche in der Initiation einer Signalkaskade resultiert. In den hier beschriebenen Projekten sollen diese verschiedenen Oligomerisierungsmodi näher charakterisiert werden. Dazu ist geplant, sowohl funktionelle Rezeptordomänen zu kartieren, als auch Signalkaskaden, die von verschiedenen Oligomeren initiiert werden, zu untersuchen. Während die Smad-Kaskade bereits gut charakterisiert wurde, gibt es eine weitere, Smad-unabhängige Kaskade, deren direkte Zielproteine noch nicht bekannt sind. Diese sollen mit Hilfe verschiedener Ansätze identifiziert werden. Um die Vielfalt der von BMPs ausgelösten zellulären Antworten näher zu erklären, soll in einem weiteren Ansatz die Verteilung der Rezeptoren in der Plasmamembran verschiedener Zelltypen bestimmt werden. Eine detaillierte Charakterisierung der über BMP-Rezeptoren initiierte Signalkaskaden und ihre Modulation durch Mutanten der beteiligten Proteine soll in einem weiteren Projekt durchgeführt werden. All diese Untersuchungen sind sowohl für das Verständnis der Funktion der BMPs als auch für die Entwicklung von Therapeutikas zur Behandlung von Knochen- und Knorpelerkrankungen von größter Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen