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Strukturelle und funktionelle Konservierung von Proteinen

 
Project Leader:
Birte Hernandez Alvarez
Department:
Protein Evolution - Lupas
Secretary: 
Karin Lehmann
Phone:
+49 7071 601-340
Fax:
+49 7071 601-349
Staff:
Alphabetische Liste | Alumni
 
 

Einleitung

Unsere Gruppe untersucht, unter Anwendung von biochemischen, biophysikalischen und mikrobiologischen Methoden, welche Zusammenhänge zwischen der Konservierung struktureller Besonderheiten von Proteinen und ihrer funktionellen Bedeutung bestehen. Wir nutzen prokaryotische Modellsysteme, da diese, im Vergleich zu ihren eukaryotischen Pendants, sowohl auf Proteinniveau als auch auf zellulärer Ebene, meist einfacher strukturiert sind. Sie ermöglichen Analysen und Aussagen zu der Struktur und der Funktion, die in eukaryotischen Systemen aufgrund deren Komplexität nicht oder nur schwer gemacht werden können.

Eines unserer Projekte beschäftigt sich mit dem Protein Cereblon, dass den Wirkstoff Thalidomid und dessen Derivate bindet. Thalidomid, auch bekannt unter dem Handelsnamen „Contergan“, vermittelt seine teratogenen Effekte durch Bindung an Cereblon, wodurch es dessen Funktion moduliert. Obwohl die Thalidomid-bindende Domäne (CULT-Domäne) von den Bakterien bis zu den Menschen konserviert ist und die strukturellen Grundlagen der Wirkstoffbindung detailliert untersucht wurden, ist nichts über die Natur des natürlichen Liganden bekannt. Mit Hilfe eines bakteriellen Homologen versuchen wir, neben den natürlichen Liganden dieser Proteinfamilie, weitere Substanzklassen, die die CULT-Domäne binden, zu identifizieren.

Im Fokus steht außerdem eine neue Familie von homotrimeren Proteinen der prokaryotischen Zellhülle, genannt mempromCC (membrane-attached proteins of prokaryotes and mitochondria, containing a coiled-coil stalk). Für die Homologen dieser Proteinfamilie aus Hefe und Mensch konnte eine Beteiligung an der Assemblierung bestimmter mitochondrialer Membranproteine gezeigt werden. Mithilfe verschiedener bakterieller Modellsysteme untersuchen wir die strukturellen und funktionellen Eigenschaften von Vertretern der mempromCC-Familie.

 
 
 
[1] Hartmann MD., Boichenko I., Coles M., Zanini F., Lupas AN., Alvarez BH. (2014) Thalidomide mimics uridine binding to an aromatic cage in cereblon. J Struct Biol 188(3):225-32
PMID: 25448889
 
[2] Hartmann MD., Boichenko I., Coles M., Lupas AN., Alvarez BH. (2015) Structural dynamics of the cereblon ligand binding domain. PLoS One 10(5):e0128342
PMID: 26024445