Wirkungsweise von molekularen Chaperonen und Proteasen in der Faltung und Degradation von Proteinen im Cytosol

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Molekulare Chaperone und Proteasen bilden ein funktionelles Netzwerk zur Faltung und Qualitätskontrolle zellulärer Proteine sowie zur Kontrolle der Aktivität und Stabilität regulatorischer Proteine. Bisheriger und zukünftiger Forschungsschwerpunkt der Antragsteller ist die Analyse von Chaperonen und Proteasen des Cytosols, mit E. coli als hauptsächlichem Modellorganismus und drei mittelfristigen Zielen. Erstens soll bestimmt werden, wie Chaperone die Faltung neusynthetisierter Proteine, die Solubilisierung und Rückfaltung aggregierter Proteine sowie die Aktivitätskontrolle nativer Regulatorproteine in E. coli und höherer Zellen vermitteln. Zweitens sollen ausgewählte Chaperone und Proteasen, insbesondere Hsp70, Triggerfaktor und Hsp100 (Clp) Proteine, hinsichtlich ihrer Struktur-Funktionsbeziehungen analysiert werden. Drittens sollen die Mechanismen der Substratselektivität von E. coli Proteasen bestimmt werden. Zu den zentralen experimentellen Ansätzen gehören umfassende Identifizierungen auch geringster Proteinmengen nach 2D-Gelelektrophorese, H/D-Austauschexperimente, ortsspezifische Quervernetzung mit anschließender Identifizierung der quervernetzten Aminosäuren sowie Protein-footprinting. Diese Untersuchungen erfordern den kombinierten Einsatz des vorhandenen ESI-Tandem-Quadrupol-Tof-Massenspektrometers und des beantragten MALDI-TOF/TOF-Massenspektrometers.