Functions and mechanisms of ribosome-associated chaperones in Saccharomyces cerevisiae

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In allen Zellen muss die Faltung neusynthetisierter Proteine durch ein Netzwerk von Chaperonen unterstützt werden. In diesem Netzwerk sind Chaperone, die mit dem Ribosom assoziieren, die ersten Kontaktpartner der neuen wachsenden Proteinketten, weshalb man diesen Chaperonen eine Schlüsselrolle in der de novo-Proteinfaltung zuschreibt. Während in Bakterien das ribosomenassoziierte Chaperon Trigger Factor (TF) gut beschrieben ist, sind in Eukaryonten die zwei ribosomenassoziierten Systeme, die nicht mit dem bakteriellen TF verwandt sind, ein Hsp70/40-Chaperonsystem (das in Hefe Ssb/RAC heißt) und das potenzielle Chaperonsystem NAC (nascent polypeptide-associated complex), kaum verstanden. Das Hauptziel dieses Antrags besteht darin, NAC und Ssb/RAC aus Saccharomyces cerevisiae funktionell, mechanistisch und strukturell zu charakterisieren. Zu diesem Zweck werden wir(i) die Rolle von NAC und Ssb/RAC bei der de novo Proteinfaltung in vivo und in vitro untersuchen und ihre Substrate identifizieren,(ii) bestimmen, wie hoch die Affinität von NAC und Ssb/RAC für translatierende Ribosomen und wie dynamisch die Wechselwirkung von NAC und Ssb/RAC mit der Translationsmaschinerie ist,(iii) herausfinden, ob NAC und Ssb/RAC gleichzeitig oder nacheinander mit Ribosomen und wachsenden Proteinketten assoziieren und ob diese Wechselwirkung für die Faltung und Aktivität von Modellproteinen wichtig ist, und schließlich(vi) anstreben, die dreidimensionalen Strukturen von NAC und Ssb/RAC einzeln und in Assoziation mit translatierenden Ribosomen aufzuklären, indem wir in einer Zusammenarbeit mit Prof. Nenad Ban (ETH Zürich) Röntgen-Kristallographie und Cryo-Elektronenmikroskopie einsetzen.