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Proteolyse in Prokaryonten: Proteinqualitätskontrolle und regulatorisches Prinzip / SPP 1132

Proteolysis in Prokaryotes: Protein Quality Control and Regulatory Principle

16.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Die Forschung der letzten Jahre hat gezeigt, dass kontrollierter Abbau von Proteinen, d.h. die Proteolyse, eine Schlüsselrolle in der globalen zellulären Regulation in allen Arten von lebenden Zellen spielt. Ziele des Schwerpunktprogramms sind das Verständnis der molekularen Strukturen und Mechanismen sowie der Regulation und physiologischen Funktionen des Proteinabbaus in Bakterien und Organellen prokaryotischen Ursprungs (wie z.B. Mitochondrien und Chloroplasten). Regulierte Proteolyse als neues regulatorisches Prinzip wird dabei im Zusammenhang von Stressantworten, Differenzierung, Zellzyklus und Virulenz von pathogenen Bakterien untersucht. Außerdem stellt die Proteolyse einen hochkontrollierten Protein-Qualitätskontrollmechanismus dar, der denaturierte, aggregierte oder unvollständige Polypeptide eliminiert. Besonderes Interesse finden auch die Identifizierung neuer durch Proteolyse regulierter Proteine sowie die detaillierte Untersuchung der dabei stattfindenden Proteinerkennung durch Chaperon/Protease-Systeme auf molekularer Ebene. Außerdem liegt ein Schwerpunkt auf der Signaltransduktion und den regulatorischen Mechanismen, die in Abhängigkeit von extra- und intrazellulären Signalen den Abbau spezifischer Proteine kontrollieren (z.B. von Schlüsselregulatoren von Genexpressionsnetzwerken). Das experimentelle Vorgehen ist interdisziplinär und schließt Methoden der Mikrobiologie, Genetik, Molekularbiologie, Biochemie, Strukturbiologie wie auch der Genom- und Proteomforschung mit ein.

Recent research has demonstrated that the controlled destruction of specific proteins, i.e. proteolysis, plays a key role in global cellular regulation in all types of living cells. The priority program aims at understanding the molecular structures and mechanisms as well as the regulation and physiological functions of protein degradation in bacteria and organells of prokaryotic origin (such as mitochondria and chloroplasts). Controlled proteolysis as a novel regulatory principle is being investigated in the context of stress responses, differentiation, cell cycle and virulence of pathogenic bacteria. In addition, proteolysis provides an exquisitely regulated protein quality control mechanism that eliminates denatured, aggregated or incomplete polypeptides. It is of special interest to identify novel proteins that are regulated by proteolysis and to study protein recognition by chaperone/protease systems in molecular detail. Moreover, the program will focus on signal transduction and regulatory mechanisms that control degradation of specific proteins (such as key regulators of gene expression networks) in response to extra- and intracellular signals. The experimental approaches chosen are interdisciplinary and incluce microbiology, genetics, molecular biology, biochemistry, structural biology as well as genomics and proteomics.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr. Regine Hengge-Aronis
Institut für Biologie - Mikrobiologie der Freien Universität Berlin
Königin-Luise-Straße 12-16 · 14195 Berlin
Tel.: (030) 838-53119 · Fax.: (030) 838-53118
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