Protein-Protein-Interaktionen im DNA-mismatch-Reparatursystem: site-directed crosslink und Fluoreszenz-Resonanzenergie-Transfer Studien

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In der post-genomischen Ära stellt die Untersuchung der Protein-Interaktionsnetzwerke eine der großen methodischen Herausforderungen dar. Proteine treten dabei über kleine, spezifische Teile ihrer Oberfläche miteinander in Wechselwirkung. Die Identifizierung dieser Interaktionsstellen und das Verständnis der Kommunikation zwischen Proteinen ist eines der wichtigsten Ziele in der modernen Struktur- und Systembiologie. Ziel des vorliegenden Antrags ist die Identifizierung der Protein-Protein-Interaktionsstellen sowie der Topographie des Multiproteinkomplexes der E. coli Proteine MutH, MutL und MutS des evolutiv hochkonservierten DNA-mismatch-Reparartursystems. Die methodische Vorgehensweise wird folgende sein: Nach bioinformatorischer Vorarbeit unter Verwendung der vorhandenen Struktur- und Sequenzinformationen werden einzelne Cysteinreste auf der Oberfläche der Proteine mit thiol-spezifischen Reagenzien modifiziert. Die so chemisch modifizierten Wechselwirkungspartner sollen mit Hilfe von crosslink-Techniken, Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer-(FRET)-Messungen und nicht zuletzt auch durch Funktionsuntersuchungen charakterisiert werden. Die Studien werden später auf andere Interaktionspartner der o.g. Proteine erweitert werden. Die zu erwartenden Ergebnisse dürften Modellcharakter für alle MMR-Systeme haben, u.a. für die des Menschen, was von besonderem Interesse ist, da die häufigste Ursache von vererbbarem Darmkrebs (HNPCC, hereditary non-polyposis colon cancer) beim Menschen auf genetischen Defekten in den an der Reparatur beteiligten mutS und mutL homologen Genen beruht.