Regulation des nukleozytoplasmatischen Transports durch Sumoylierung

• Antragsteller: Professor Dr. Gabriel Schlenstedt
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 235832271

Das Ubiquitin-ähnlichen Protein SUMO reguliert eine Vielzahl intrazellulärer Prozesse, indem es die Stabilität, Konformation, Bindungsaktivität oder Lokalisierung der beteiligten Komponenten ändert. SUMO wird posttranslational mit Hilfe einer Enzymkaskade, die das aktivierende E1-Enzym, das konjugierende E2-Enzym und verschiedene Substrat-spezifische E3-Ligasen umfasst, auf einen Lysinrest des Zielproteins übertragen. Die Sumoylierung ist ein reversibler Prozess, weil SUMO durch spezifische Proteasen wieder vom Zielprotein abgespalten werden kann. Wir konnten vor kurzem zeigen, dass Kap114 aus Saccharomyces cerevisiae, ein für den Proteinimport in den Zellkern verantwortlicher Rezeptor der Importin beta-Familie, durch SUMO modifiziert und reguliert wird. SUMO wurde von uns als intranukleärer Cargofreisetzungsfaktor charakterisiert, der neben der Ran GTPase für den Kap114-vermittelten Importweg notwendig ist. SUMO spielt demnach eine zuvor unbekannte Rolle beim nukleozytoplasmatischen Transport, die wir nun tiefgehend analysieren wollen. Insbesondere soll der molekulare Mechanismus der SUMO-induzierten Cargofreisetzung und die Beteiligung weiterer Faktoren beim SUMO-regulierten Kerntransport untersucht werden. Darüber hinaus sollen die Transportmechanismen für die Komponenten des SUMOylierungszyklus selbst durch den Kernporenkomplex aufgeklärt werden. Ein weiteres Ziel dieses neuen Projektes ist es herauszufinden, inwiefern andere Transportrezeptoren der Importin beta-Familie ebenfalls durch SUMOylierung reguliert werden. Die Methodik besteht aus der Kombination geeigneter Proteininteraktionsstudien unter Verwendung gereinigter Faktoren mit Lokalisationsstudien von Cargo- und Rezeptormolekülen in Wildtyp- und Mutantenstämmen. Unsere Arbeiten sollen dazu beitragen die funktionelle Bedeutung der Modifikation durch SUMO bei der Kommunikation zwischen dem Zellkern und dem Zytoplasma zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen