Funktion von PUB-Proteinen als neuen Kofaktoren von p97 in Säugern

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Die AAA ATPase p97 ist eine evolutionär hochkonservierte, chaperonähnliche molekulare Maschine mit Funktionen u.a. im proteasomalen Proteinabbau und in Membranfusionsprozessen. Die vielfältigen zellulären Aktivitäten von p97 werden durch unterschiedliche substrat-rekrutierende und substrat-prozessierende Kofaktoren reguliert. Wir konnten zeigen, dass die weitverbreitete PUB-Domäne ein neues p97-Bindemodul ist. PUB-Proteine stellen somit eine neue, noch kaum erforschte Familie von Kofaktoren für p97 dar. Ziel dieses Vorhabens ist es, die zelluläre Funktion der beiden humanen PUB-Proteine RNF31 und UBXD1 zu identifizieren. RNF31 ist eine E3 Ubiquitin-Ligase, deren physiologische Substrate und Regulation durch p97 allerdings noch unbekannt sind. Ein Schwerpunkt dieses Vorhabens wird daher die Identifizierung von RNF31-Substraten sein. Dabei wird insbesondere die Interaktion von RNF31 mit der muscle specific kinase MuSK und somit eine mögliche Rolle von RNF31 in der Muskeldifferenzierung untersucht. Darüber hinaus soll die E3 Ubiquitin-Ligaseaktivität von RNF31 im Hinblick auf p97-vermittelte Proteinabbauwege in vitro und in vivo analysiert werden. Der zweite Schwerpunkt dieses Vorhabens ist die Charakterisierung von UBXD1 als potenziell negativem Regulator von p97. Dazu wird zum einen die Bindung von UBXD1 an p97 und deren Einfluss auf ATPase-Aktivität und Bindung weiterer p97-Kofaktoren biochemisch analysiert, zum anderen die Rolle von UBXD1 bei bekannten zellulären p97-Funktionen in vivo untersucht.