Molecular mechanisms of cAMP-mediated signaltransduction

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Proteinkinasen sind in der Signalübertragung von höheren Zellen von zentraler Bedeutung und sind insbesondere in die Steuerung von Protein/Protein-Wechselwirkungen involviert. Wir wollen die cAMP-abhängige Proteinkinase (cAPK) als Prototypkinase zur Beschreibung von Kinasefunktionen auf molekularer Ebene untersuchen. Dabei interessiert uns die Rolle von Proteinkinase-Isoformen mit ihren posttranslationalen Modifikationen im zellulären Netzwerk der Signalübertragung. Durch Nukleotid-Bindung werden in beiden Untereinheiten der cAPK große Konformationsänderungen induziert. Die Konformationsänderungen an der R-Untereinheit werden durch die Bindung des sekundären Botenstoffs cAMP, die der katalytischen Untereinheit vermutlich durch Bindung eines Komplexes aus divalenten Kationen und Adeninnukleotiden gesteuert, die wir auf molekularer Ebene untersuchen wollen. Viele unserer Untersuchungen an der cAMP-Bindung werden auf synthetischen cAMP-Analoga und Mutantenproteinen der regulatorischen Untereinheiten beruhen und sollen neben dem grundlegenden Verständnis der Aktivierung von cAPK auch zur Generierung medizinisch relevanter Isoform-spezifischer cAMP-Agonisten und-Antagonisten benutzt werden. Zusätzlich sollen "engineered proteins" entwickelt werden, um Komponenten des cAPK-Signalweges in der Zelle untersuchen zu können. Neue, humane Isoformen der C-Untereinheiten sollen biochemisch und zellbiologisch charakterisiert werden und die Rolle der humanen Proteinkinase PrKX, die sich grundlegend von anderen C-Untereinheiten der cAPK unterscheidet, soll definiert werden.