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FORSCHUNGSBERICHT 1996-1998


 

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SFB 284: Glykokonjugate und Kontaktstrukturen der Zelloberfläche

Sonderforschungsbereich 284

Allgemeine Angaben:
Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie, Gerhard-Domagk-Straße 1, 53121 Bonn, Telefon: 0228 / 73-53 46, Telefax: 0228 / 73-77 78, eMail: Sandhoff@uni-bonn.de

Sprecher:
Prof. Dr. K. Sandhoff

Projektleiter / Beteiligte Hochschullehrer
Prof. Dr. Ernst Bause
Prof. Dr. med. Dr. es sci. Thomas Bieber
Priv. Doz. Dr. Gerhild van Echten-Deckert
Prof. Dr. Heinz Egge
Priv. Doz. Dr. Athanassios Giannis
Prof. Dr. Volker Herzog
Dr. Roger Klein
Prof. Dr. Norbert Koch
Dr. Thomas Kolter
Priv. Doz. Dr. Thomas Magin
Priv. Doz. Dr. Gottfried Pohlentz
Prof. Dr. Konrad Sandhoff
Prof. Dr. Brigitte Schmitz
Dr. Günther Schwarzmann
Priv. Doz. Dr. Otto Traub
Prof. Dr. Klaus Willecke

Projektbereiche und Teilprojekte
Projektbereich A: Struktur, Funktion und Enzymologie
A 1: Struktur- und Konformationsanalyse der Glykokonjugate
(Klein/ Hartmann, Physiologisch-Chemisches Institut)
A 2: Spezifität, Katalysemechanismus und Membrantopologie von Oligosaccharyltransferasen
(Bause, Physiologisch-Chemisches Institut)
A 5: Untersuchungen an Glykosyltransferasen mit Hilfe von Neoglykolipiden
(Pohlentz, Physiologisch-Chemisches Institut)
A 7: Kohlenhydratanaloga für die Modulation der Zell-Adhäsion
(Giannis, Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie) ab Oktober 1998: Chemische und molekularbiologische Werkzeuge zur Untersuchung der Sphingolipid-Biosynthese (Kolter/Sandhoff, Kekulé-Institut für Org. Chemie und Biochemie)
A 8: Oligosaccharid-vermittelte Interaktionen neuraler Zelladhäsionsmoleküle
(Schmitz, Institut für Anatomie, Physiologie und Hygiene der Haustiere)
Projektbereich B: Zellbiologie, Stoffwechsel und Regulation
B 1: Multimerisierung eines sektretorischen Glykoproteins: Implikationen für intrazellulären Transport, Speicherung und Degradation
(Schmitz/Herzog, Zellbiologie)
B 2: Funktion von Glykokonjugaten bei der Morphogenese eines epithelzellulären Organs
(Bauer/Herzog, Zellbiologie)
B 3: Enzymologie und Molekularbiologie von processing-Glykosidasen
(Bause/Bieberich, Physiologisch-Chemisches Institut)
B 6: Funktionelle Domänen von MHC/lI Komplexen
(Koch, Zoologie)
B 8: GPI-spezifische Phospholipasen in Trypanosoma brucei brucei
(Klein/Hurwitz, Physiologisch-Chemisches Institut )
B4: Organisation und Steuerung der Sphingolipid-Biosynthese
(van Echten-Deckert/Sandhoff, Kekulé-Institut für Organische Chemie u. Biochemie)
B5: Intrazellulärer Transport und Stoffwechsel von Glykosphingolipiden
(Schwarzmann, Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie)
Projektbereich C: Molekularbiologie und Pathobiochemie
C 1: Molekulargenetik der GAP Junctions in Nagetierzellen
(Willecke/Genetik)
C 3: Struktur und Funktion des Gangliosid GM2-Aktivatorproteins und die Pathogenese der GM2-Gangliosidosen
(Sandhoff/Kekulé-Institut für Org. Chem. und Biochemie)
C 4: Struktur und Funktion und Pathobiochemie des sap-Vorläufers und der abgeleiteten Sphingolipid-Aktivatorproteine (SAPs)
(Sandhoff, Kekulé-Institut für Org. Chem. u. Biochemie)
C5: Regulation der Funktion von Connexinen durch posttranslationale Modifikation und Degradation
(Traub/ Genetik)
Projektbereich Z: Geschäftsführung und zentrale Dienste
Z: SFB-Verwaltung
(Sandhoff/Kruse, Kekulé-Institut für Org. Chem. und Biochemie)
Z2: Funktionsanalyse von Cytokeratinen in homolog rekombinierten Mäusen
(Magin/Genetik )

Forschungsprogramm

Obwohl Glykokonjugate in zellulären Systemen häufig und weitverbreitet sind, ist die Funktion von Kohlenhydraten nur im Einzelfall bekannt. Sie wird allgemein beschrieben durch erhöhte Proteasestabilität von Glykoproteinen oder durch die Veränderung von physikochemischen Eigenschaften von kovalent mit Kohlenhydraten verbundenen Molekülen. Die Gentechnik hat völlig neue Wege aufgezeigt, um die Struktur und Funktion von Glykokonjugaten zu erforschen. So werden in diesem SFB Gene untersucht, die für Kohlenhydrat-modifizierende Enzyme und für Glykolipid-bindende Proteine kodieren. Ihre Genprodukte werden rekombinant in verschiedenen Expressionssystemen biotechnologisch gewonnen, um an rein dargestellten (Glyko)proteinen Struktur- und Funktionsanalysen durchzuführen. Inzwischen dargestellte Inhibitoren und Induktoren werden benutzt, um die Regulation des Glykolipidstoffwechsels und die Bildung von Signalmolekülen des Sphingolipidstoffwechsels zu analysieren. Ebenso werden durch die Einführung von Mutationen und Rekombinationen Gene hergestellt, die für Glykoproteine kodieren, deren Biosynthese und Transportwege untersucht werden. Durch homologe Rekombination gewonnene Tiermodelle mit definierten Ausschaltungen einzelner Gene dienen der Funktionsanalyse interessanter Proteine sowohl am Tier als auch in Zellkulturstudien. Es werden aber auch natürlich synthetisierte Glykokonjugate untersucht und mit biochemischen Methoden charakterisiert. Der Zell-Zellkontakt durch Connexine und durch Adhäsionsmoleküle sowie der Aufbau des Stratum Corneum der Haut bilden einen weiteren Schwerpunkt des SFB. Dabei werden die Funktion einzelner Connexine in den GAP-Junctions verschiedener Gewebe und die der Keratine an geeigneten knock out Tieren studiert. Viele der im SFB vertretenen Projekte haben eine Bedeutung für die biomedizinische Forschung. So sind die Adhäsion und die Verbindung von Zellen für die Metastasierung und Invasion von Tumorzellen kritisch. Bei einigen der untersuchten Gene sind Defekte bekannt, die mit Erbkrankheiten verbunden sind. Metaboliten von Schilddrüsenprodukten, deren Vorläufer untersucht werden, sind für das Zellwachstum essentiell und ihre Desregulation kann zu empfindlichen Störungen im Zellwachstum führen. Infektionen sind weltweit auch heute noch eine der Haupttodesursachen. Daher sind die Grundlagen der Immunabwehr für die Weiterentwicklung von Impfstoffen von besonderem Interesse. Das Forschungsprogramm gliedert sich in drei Teilbereiche.

Projektbereich A: Im ersten Bereich wird die Struktur, Funktion und Enzymologie von zellulären Proteinen behandelt.

Projektbereich B: Der zweite Bereich befaßt sich mit der Regulation des Zellstoffwechsels von Glykokonjugaten, ein Thema der Zellbiologie.

Projektbereich C: Die beiden ersten Projekte werden durch den Teilbereich C und die Nachwuchsgruppe Z3 methodisch verbunden, die molekularbiologische Untersuchungen im Bereich der biomedizinischen Forschung zum Gegenstand haben.

Projektbereich Z: Geschäftsführung und zentrale Dienste


Transfer und Öffentlichkeitsarbeit