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SFB 860: Integrative Strukturbiologie dynamischer makromolekularer Komplexe
Fachliche Zuordnung
Biologie
Förderung
Förderung von 2010 bis 2022
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 105286809
Die Dynamik großer makromolekularer Komplexe ist eine grundlegende Eigenschaft, die von zentraler Bedeutung für deren molekulare und zelluläre Funktionen ist. Der Sonderforschungsbereich untersucht die Dynamik verschiedener großer makromolekularer Komplexe auf Grundlage ihrer drei-dimensionalen Strukturen, der Veränderungen ihrer Zusammensetzung und ihrer Struktur, der Interaktion mit anderen biologischen Makromolekülen sowie ihrer Veränderungen bezüglich der räumlichen und zeitlichen Lokalisierung in der Zelle. Die Projekte des Sonderforschungsbereichs fokussieren sich somit besonders auf die Aufklärung der drei-dimensionalen Strukturen und deren Bedeutung für die Funktion, die dynamischen Prozesse während der Assemblierung, der Umgestaltung und der Disassemblierung, der Rolle von natürlicherweise ungefalteten Domänen, der Auswirkungen von posttranslationalen Modifikationen auf Struktur, Funktion und Dynamik, der konformellen Änderungen von Komplexen und ihrer Untereinheiten sowie auf die Kinetik und Thermodynamik makromolekularer Interaktionen. Während die Strukturaufklärung und die Untersuchung der Dynamik einzelner Proteine heute meist Routine ist, sind die klassischen Methoden der Biochemie, Strukturbiologie und Biophysik, insbesondere wenn ausschließlich angewandt, bei der Analyse von großen Multi-Protein oder Ribonukleoprotein-Komplexen nicht ausreichend. Der Sonderforschungsbereich hat bietet den Rahmen für die Entwicklung von innovativen Methoden und Strategien zur Probenvorbereitung, der Identifizierung von makromolekularen Interaktions-Netzwerken sowie für die Analyse der strukturellen und kompositionellen Dynamik. Durch Kombination von Einzel-Partikel-Kryo-Elektronen¬mikroskopie, Kleinwinkel-Röntgen¬streuung, Kristallographie, NMR Spektroskopie, Einzelmolekül-Techniken und theoretischen, computergestützte Simulationen werden atomare Modelle von großen makromolekularen Komplexen erhalten. Der Sonderforschungsbereich bündelt ein breites Spektrum von interdisziplinären Kompetenzen in Göttingen für die integrative Analyse von großen makromolekularen Komplexen, wie z.B. dem Spleißosom, dem Ribosom, der RNA Polymerase II und dem Mediator Komplex, dem Kernporen-Komplex und Kern-Export-Komplexen, dem mitochondrialen Translokase Komplex, dem Autophagosom, den SLP-Signalosom, dem COP9-Signalosom und Intermediärfilamente. Da die Herausforderungen und methodischen Strategien für diese unterschiedlichen makro¬molekularen Komplexe sehr ähnlich sind, führt die Anwendung von komplementären biophysikalischen und biochemischen Methoden, sowie der Austausch von experimentellen Techniken und Erfahrungen zu einem signifikanten Gewinn für jedes Projekt in diesem Sonderforschungsbereich.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Strukturelle Dynamik des Hefe-Spleißosoms während seiner katalytischen Aktivierung (Teilprojektleiter Lührmann, Reinhard )
- A02 - Kristallographische Studien an molekularen Motoren des Spleißosoms (Teilprojektleiter Ficner, Ralf )
- A03 - Ribosomendynamik in der Translation (Teilprojektleiterin Rodnina, Marina V. )
- A04 - Untersuchung der Dynamik einzelner Ribosomen mit Rasterkraftmikroskopie (Teilprojektleiter Schaap, Iwan )
- A05 - Hochauflösende Strukturbestimmung dynamischer makromolekularer Komplexe mittels Kryo-EM (Teilprojektleiter Stark, Holger )
- A06 - Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie und -mikroskopie der Struktur und Dynamik makromolekularer Komplexe (Teilprojektleiter Enderlein, Jörg )
- A07 - Interaktionen der essentiellen RNase Y in Bacillus subtilis (Teilprojektleiter Stülke, Jörg )
- A09 - Strukturelle und funktionelle Dynamik der Slam RNA-Protein-Komplexe in Embryonen von Drosophila (Teilprojektleiter Großhans, Jörg )
- A10 - Quervernetzung von makromolekularen Proteinensembles (Teilprojektleiter Urlaub, Henning )
- A11 - Molekulare Mechanismen und Komplex-Bildung in der zytoplasmatischen mRNA Qualitätskontrolle (Teilprojektleiterin Krebber, Heike )
- A12 - Die Dynamik von Prä-Ribosomen in der Biogenese der 60S ribosomalen Untereinheit in Hefe (Teilprojektleiter Bohnsack, Markus T. )
- A13 - Integrierte Strukturbiologie des Mediator-Komplexes (Teilprojektleiter Cramer, Patrick )
- A14 - Termination der Translation in humanen Mitochondrien: Warum benötigen wir vier Release Faktoren? (Teilprojektleiterin Richter-Dennerlein, Ricarda )
- A15 - Dynamik eukaryotischer Ribosomen während der Translationsinitiation (Teilprojektleiterin Adio, Sarah )
- A16 - Untersuchung von Protein-Nukleotid-Interaktionen mittels Molekulardynamiksimulationen (Teilprojektleiter Hub, Jochen )
- B01 - Struktur und Dynamik der mitochondrialen Präsequenz Translokase (Teilprojektleiter Rehling, Peter )
- B02 - Gekoppelte Bindung und Faltung in Proteinzusammenlagerungen (Teilprojektleiter Zweckstetter, Markus )
- B03 - Strukturelle Prinzipien der Substraterkennung durch Exportine (Teilprojektleiter Ficner, Ralf ; Görlich, Dirk )
- B04 - Struktur und molekulare Funktion der WD-40 Repeat-enthaltenen Autophagieproteine Atg18, Atg21 und Hsv2 (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Ficner, Ralf ; Kühnel, Karin ; Thumm, Michael )
- B05 - Aufbau und Aktivierung multimolekularer Signalkomplexe in B-Lymphozyten (Teilprojektleiter Griesinger, Christian ; Wienands, Jürgen )
- B06 - Dynamik der COP9 Signalosom und LID MPN/PCI-Komplexe bei Pilzen (Teilprojektleiter Braus, Gerhard H. )
- B07 - Molekularer Mechanismus, strukturelle Organisation und Dynamik des Pyruvatdehydrogenase-Multienzymkomplexes (Teilprojektleiter Tittmann, Kai )
- B08 - Strukrurelle und funktionelle Analysen von Kernexportkomplexen und ihren Interaktionen mit Nucleoporinen (Teilprojektleiter Ficner, Ralf ; Kehlenbach, Ralph )
- B09 - Rechenmethoden für die Modellierung makromolekularer Komplexe (Teilprojektleiter Habeck, Michael )
- B10 - Die Rolle von Phosphorylierungen während der Assemblierung und Deassemblierung von Intermediärfilamenten (Teilprojektleiterin Köster, Sarah )
- B11 - Struktur und Dynamik der Permeabilitäts-Barriere von Kernporen (Teilprojektleiter Andreas, Loren ; Görlich, Dirk )
- Z01 - Zentrale Einrichtung für Kristallisationsexperimente (Teilprojektleiter Ficner, Ralf )
- Z02 - Verwaltungsprojekt (Teilprojektleiter Ficner, Ralf )
Antragstellende Institution
Georg-August-Universität Göttingen
Beteiligte Institution
Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie
(Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) (aufgelöst); Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Standort Göttingen
(Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) (aufgelöst); Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Standort Göttingen
Sprecher
Professor Dr. Ralf Ficner