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FORSCHUNGSBERICHT 1996-1998


 

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Graduiertenkolleg: Funktionelle Proteindomänen

Graduiertenkolleg: Funktionelle Proteindomänen

Allgemeine Angaben:
Institut für Zoologie, Abt. Immunbiologie , Römerstraße 164 , 53117 Bonn , Telefon: 0228 / 73-4338 , Telefax: 0228 / 73-4555 , eMail: GKFunProtDom@uni-bonn.de , WWW: http://www.zoologie.uni-bonn.de/immunbiologie/gkindex.html

Sprecher:
Prof. Dr. Norbert Koch

Projektleiter / Beteiligte Hochschullehrer
Prof. Dr. E. Bause
Prof. Dr. H. Böhme
Prof. Dr. V. Herzog
Prof. Dr. Norbert Koch
PD Dr. T. Magin
Prof. Dr. K. Sandhoff
Prof. Dr. K. H. Scheidtmann
Prof. Dr. B. Schmitz
PD Dr. O. Traub
Prof. Dr. K. Willecke

Stipendiaten
Raquel Aparicio (Prof. Dr. E. Bause)
Shuhua Chen (Prof. Dr. N. Koch)
Markus Klein (Prof. Dr. V. Herzog)
Grit Page (Prof. Dr. K.-H. Scheidtmann)
Bettina Peters (PD Dr. T. Magin)
Kathrin Schütz (Prof. Dr. H. Böhme)
Michaela Wendeler (Prof. Dr. K. Sandhoff)
Sabine Werner (Prof. Dr. B. Schmitz)
Simone Werner (PD Dr. O. Traub)

Forschungsprogramm
Ziel unseres Programms ist es, die molekularbiologische Forschung in Bonn zu unterstützen und weiterzuentwickeln. Wir erforschen die Struktur und Funktion von Proteinen in eukaryontischen Zellen. Dabei handelt es sich in der Regel um zelluläre Rezeptoren oder um Enzymkomplexe, deren aktive Zentren wir untersuchen. Mit rekombinanten Methoden werden diese Moleküle verändert und die Funktion einzelner Proteindomänen wird untersucht. Die Funktion der mutierten Moleküle wird durch Expression in Zellen oder als Transgen in Mäusen getestet. Für diese Untersuchungen werden zahlreiche Methoden der Zellbiologie, Immunbiologie, Biochemie, Genetik und der Molekularbiologie eingesetzt. Die verschiedenen Forschungsgebiete dieses Kollegs bereichern unser Methodenspektrum.

Kohlenhydratmodifizierende Enzyme werden im Projekt Bause untersucht. Für verschiedene dieser Enzyme wurden von dieser Arbeitsgruppe in den vergangenen Jahren cDNAs kloniert. Die intrazelluläre Lokalisierung dieser Enzyme soll mit rekombinanten Methoden bestimmt werden. Ziel ist es, Signalsequenzen dieser Enzyme zu identifizieren und damit funktionelle Domänen dieser Proteine zu charakterisieren. Im Projekt Böhme werden Struktur und Funktion von Redoxproteinen, insbesondere die Wechselwirkungen von Ferredoxinen und deren Reaktionspartner untersucht. Ferredoxine spielen bei der Elektronenübertragung in Photosynthese, Stickstoffassimilation und in der Stickstoffixierung von Cyanobakterien eine wichtige Rolle. Die Arbeitsgruppe Herzog beschäftigt sich damit, biochemisch zu analysieren, wie der intrazelluläre Transport von sekretorischen Proteinen, z.B. Proinsulin, das Hauptsekretprodukt der Schilddrüsen-Epithelzellen (Tg) oder Amyloid Precursor Protein (APP), reguliert wird. Im Falle von Proinsulin wurde durch Mutationsanalysen gezeigt, daß die Domäne, die wichtig ist für die Multimerisierung des Proteins, auch als Degradationssignal dienen kann, wenn bestimmte Aminosäuren ausgetauscht werden. Im Projekt Koch wird das Zusammenwirken verschiedener zellulärer Proteine bei der Antigenprozessierung untersucht. Antigene Peptide binden an MHC-kodierte Peptidrezeptoren, die eine selbst-fremd Unterscheidung vermitteln. An dieser Peptidbindung sind mehrere Moleküle, wie MHC Klasse II, DM, DO und Invariante Kette beteiligt. Das Zusammenwirken dieser Moleküle bei der Erzeugung und Bindung der antigenen Peptide und die Funktion beteiligter Proteindomänen wird in diesem Projekt untersucht. Das Projekt der Arbeitsgruppe Magin untersucht die Funktion von Keratinen und assoziierten Proteinen mit Hilfe von knockout-Mäusen. Während Mutationen in epidermalen Keratin-Genen zu dominant vererbten Hauterkrankungen führen und damit die Bedeutung von Keratinen als Cytoskelettproteine unterstrichen haben, ist ihre Rolle in einfachen Epithelien weitgehend unbekannt. In diesem Projekt sollen die zellspezifischen Funktionen von Keratinen einfacher Epithelien durch Zelltransfektionen und in knockout-Mäusen untersucht werden. Neben Proteinen sind Glykosphingolipide wesentliche Bausteine zellulärer Membranen. Im Projekt Sandhoff werden Enzyme untersucht, die für den Auf- und Abbau der Glykosphingolipide verantwortlich sind. Domänen der Aktivatoren SAP-A, B, C und D entstehen aus einem gemeinsamen Vorläuferprotein. Dieser Vorläufer wird in seinem Biosyntheseweg verfolgt. Im laufenden Forschungsprogramm der Arbeitsgruppe Scheidtmann werden die Regulation und Interaktionen des Tumorsuppressorproteins p53 untersucht. Bei Auftreten von DNA-Schäden kann p53 einen Wachstumsarrest verbunden mit Reparaturprozessen oder den programmierten Zelltod auslösen. P53 vermittelt diese Funktionen einerseits als Transkriptionsfaktor, durch Induktion oder Repression verschiedener "Response-Gene", andererseits durch vielfältige Interaktionen mit anderen Proteinen.Das Projekt der Arbeitsgruppe Schmitz befaßt sich mit einer erst kürzlich entdeckten posttranslationalen Proteinmodifizierung. Dabei handelt es sich um ein an Serin oder Threonin O-glykosidisch gebundenes N-Acetylglucosamin (O-GlcNAc), das einen zur Phosphorylierung reziproken Signaltransduktionsmechanismus zu vermitteln scheint. Im Projekt Willecke werden kanalbildende Connexinproteine untersucht, die eine direkte Diffusion von Ionen und Stoffwechselprodukten zwischen Zellen ermöglichen. Im Mausgenom können mindestens 13 verschiedene Connexingene zelltypspezifisch ausgeprägt werden. Deletionen des Carboxyterminus führen zu Defekten der Kanalleitfähigkeit und verhindern die Translokation der Connexine in die Plasmamembran. Durch Kotransfektionen von Deletionsmutanten mit anderen Connexinen soll im Projekt Traub gezeigt werden, ob der Defekt kompensiert werden kann.

Schlagwortregister: Man9-mannosidase, Nitritreduktase, Oligomerisierung und Degradation, MHC Klasse II assoziierte Invariante Kette, Keratin, Sphingolipidstoffwechsel, Tumorsuppressorprotein p53, Signaltransduktion, Connexin


Transfer und Öffentlichkeitsarbeit