SFB 449:  Struktur und Funktion membranständiger Rezeptoren

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5483235

Die Kommunikation biologischer Zellen mit der Umgebung beruht auf Rezeptorproteinen, die die äußere Membran durchspannen. Mit ihrem extrazellulären Teil binden sie hochspezifisch an körpereigene Liganden oder Arznei- und Geruchsstoffe sowie Licht und leiten das hierdurch empfangene Signal mittels Struktur-Änderungen in das Innere der Zelle. Dort werden Reaktionen ausgelöst, denen weitere Reaktions-Kaskaden folgen können. Die Funktionsmechanismen der Rezeptoren sind bisher wenig verstanden. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 449 werden Rezeptoren untersucht, die zu den Ligand-gesteuerten Kanälen gehören, an G-Proteine oder Enzyme (Kinasen) koppeln oder bei der Zell-Zell Erkennung wesentlich sind. In 5 Teilprojekten werden die jeweiligen Rezeptoren mit molekularbiologischen und biochemischen Methoden dargestellt, gereinigt und funktionell charakterisiert, um die Signaltransduktion über die Zellmembran in atomarem Detail aufzuklären. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für 11 Teilprojekte, die sich mit der Signalerkennung und -weiterleitung beschäftigen. Dabei werden spektroskopische und kinetische Methoden wie Festkörper-NMR, Infrarot-, Fluoreszenz- und ESR-Spektroskopie angewandt, während Elektronen-Mikroskopie und Protein-Kristallographie die Strukturen der jeweiligen Rezeptoren aufklären.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Interaktionen des aktiven Rhodopsins (Teilprojektleiter Ernst, Oliver-Peter )
• A2 - Struktur- und Funktionsanalyse einer neuen Gruppe von heptahelikalen Nukleotid-Rezeptoren (Teilprojektleiter Schultz, Günter ;  Schöneberg, Torsten )
• A03 - Interaktion von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren mit dem Translokon der ER-Membran und Entwicklung neuer Überxpressionssysteme für integrale Membranproteine (Teilprojektleiter Rosenthal, Walter ;  Schülein, Ralf )
• A4 - Funktion und Struktur der Chemokinrezeptoren CXCR5 und CCR7 (Teilprojektleiter Heinemann, Udo ;  Lipp, Martin )
• A05 - Aktivierung und molekulare Erkennung von Rhodopsin: Multidimensionale zeitaufgelöste Fluoreszenzspektroskopie zur Untersuchung der Proteindynamik und Rolle der Protonenaufnahme (Teilprojektleiterin Alexiev, Ulrike )
• A06 - Untersuchungen von CRF- und CRF-Rezeptor-Mutanten zur Entwicklung eines Modells für die Ligandenerkennung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren der Familie 2 (Teilprojektleiter Beyermann, Michael ;  Bienert, Michael ;  Rosenthal, Walter )
• A7 - Stuktur- und Funktion des Pex13p/Pex14p-Rezeptorkomplexes der peroxisomalen Proteinimport-Maschinerie (Teilprojektleiter Erdmann, Ralf )
• A11 - Molekulare Mechanismen der Sortierungssignalerkennung und Membrandeformation (Teilprojektleiter Haucke, Ph.D., Volker )
• A12 - Struktur und Funktion vom BMP und TGF-Beta Rezeptoren (Teilprojektleiterin Knaus, Petra )
• A13 - Simulation und Modellierung von Rezeptor: Substrat Dynamik (Teilprojektleiter Noé, Frank )
• B01 - Bestimmung der Raumstrukturen von Rezeptoren sowie gebundener Agonisten und Antagonisten mittels Festkörper-NMR-Spektroskopie (Teilprojektleiter Oschkinat, Hartmut ;  van Rossum, Barth-Jan )
• B2 - Strukturuntersuchungen an solubilisiertem Rhodopsin und funktionellen Komplexen mit der Flüssigphasen-NMR-Spektroskopie (Teilprojektleiter Hofmann, Klaus Peter ;  Oschkinat, Hartmut )
• B03 - Ultrastruktur von Rezeptordomänen (Teilprojektleiter Hucho, Ferdinand )
• B04 - Molekulare Mechanismen und strukturelle Grundlagen von DPPIV/CD26-Protein-Interaktionen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Fan, Hua ;  Reutter, Werner )
• B05 - Strukturelle Grundlagen der Interaktionen des menschlichen Zellmembranmoleküls CD30 mit extra- und intrazellulären Liganden (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Saenger, Wolfram ;  Stein, Harald ;  Uchanska-Ziegler, Barbara ;  Ziegler, Andreas )
• B06 - Peptidabhängige Interaktion von HLA-B27-Subtypen mit Rezeptoren auf Effektorzellen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Saenger, Wolfram ;  Uchanska-Ziegler, Barbara ;  Volz, Armin ;  Ziegler, Andreas )
• B7 - Struktur und Spezifität von Cytokin-Rezeptoren (IL-4Ra und IL-2Ry) und ihren niedermolekularen Antagonisten (Teilprojektleiter Müller, Thomas ;  Oschkinat, Hartmut )
• B8 - Röntgenstrukturuntersuchungen zur Kofaktorrolle von Tissue Factor (Gewebsfaktor) (Teilprojektleiter Muller, Yves André )
• B09 - Strukturelle Grundlagen der Funktion des Rezeptors L-Selektin (Teilprojektleiter Saenger, Wolfram ;  Tauber, Rudolf )
• B10 - Struktur des proteinleitenden Kanals bei der Insertion eines polytopischen Membranproteins, des Opsins (Teilprojektleiter Beckmann, Roland )
• B13 - Bestimmung der Röntgen-Struktur von ICOS und ICOS-Ligand und Entwicklung eines Immuntherapie-Models auf der Basis der Strukturdaten (Teilprojektleiter Kroczek, Richard )
• B14 - Strukturelle und funktionelle Aspekte bakterieller Substratrezeptoren (Teilprojektleiter Schneider, Erwin )
• B15 - Strukturelle Analyse von BACE-Substrat Wechselwirkungen: APP-BACE und ABeta-BACE (Teilprojektleiter Multhaup, Gerhard ;  Reif, Bernd )
• B16 - Elektronenkristallographische Untersuchungen von licht-aktiviertem Rhodopsin (Teilprojektleiter Hofmann, Klaus Peter ;  Mielke, Thorsten )
• B17 - Struktur- und Funktion von Cytokininrezeptoren (Teilprojektleiter Heyl, Alexander ;  Schmülling, Thomas )
• B18 - Struktur und Mechanismus der Mechanotransduktions-Untereinheit SLP3 (Teilprojektleiter Daumke, Oliver ;  Lewin, Ph.D., Gary Richard )
• B20 - Strukturanalyse eines Transducisoms in Photorezeptor Stäbchenzellen mit Kryoelektronen-Mikroskopie (Teilprojektleiter Heck, Martin ;  Hofmann, Klaus Peter ;  Spahn, Christian M. T. )
• V - Zentrale Aufgaben des SFB (Teilprojektleiter Saenger, Wolfram )
• Z01 - Kartierung von Rezeptor-Ligand-Wechselwirkungen mittels Peptid-Bibliotheken (Teilprojektleiter Preissner, Robert ;  Volkmer, Rudolf )
• Z02 - Elektronenmikroskopische Strukturuntersuchungen an Rezeptoren und Rezeptorkomplexen (Teilprojektleiter Böttcher, Christoph )
• Z03 - Kristall-Strukturanalysen von freien Rezeptoren sowie extra- und intrazellulären Domänen und ihren Komplexen mit spezifischen Liganden (Teilprojektleiter Engel, Michael ;  Saenger, Wolfram )

• Antragstellende Institution: Freie Universität Berlin
• Beteiligte Hochschule: Charité - Universitätsmedizin Berlin; Humboldt-Universität zu Berlin
• Beteiligte Institution: Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP); im Forschungsverbund Berlin e.V.; Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC); Robert Koch-Institut (RKI)
• Sprecher: Professor Volker Haucke, Ph.D., seit 1/2008
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr.-Ing. Wolfram Saenger, bis 12/2007