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Struktur und Funktion membranständiger Rezeptoren / SFB 449

Structure and Function of Membrane Integral Receptors

15.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

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.

Biological cells communicate with their surroundings through receptor proteins located in the outer membrane. The receptors bind with their extracellular part highly specifically to endogenous ligands or to drugs and odour molecules, and they even recoguize light. The thus received signal is transduced across the membrane to the interior of the cell where it induces reactions that can be followed by further cascades of reactions. The functional mechanisms of receptors are poorly understood at present. Within the frame of the collaborative research centre 449, receptors are investigated that belong to ligand-dependent channels, are complexed to G-proteins or enzymes (kinases) or are essential for cell-cell recognition. A combination of different methods is employed to elucidate signal transduction across the cell membrane at atomic detail. In 5 projects the receptors under study are produced and purified by molecular biological and biochemical methods and characterized functionally. This is a prerequisite for 11 projects engaged in signal recognition and transduction using spectroscopy and kinetic methods like solid state NMR, infrared-, fluorescence-, and ESR spectroscopy whereas electron microscopy and protein crystallography determine the structures of the respective receptors.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr.-Ing. Wolfram Saenger
Institut für Kristallographie der Freien Universität Berlin
Takustraße 6 · 14195 Berlin
Tel.: (030) 838-53412 · Fax.: (030) 838-56702
E-Mail: saenger@chemie.fu-berlin.de

Further Information: userpage.chemie.fu-berlin.de/~sfb449/