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Projekt
Einsatz von Einzel-Enzym Kinetiken zur Untersuchung der Umsatzrate, Prozessivität und Spezifität der DNA-Methyltransferase 1
Antragsteller
Professor Dr. Albert Jeltsch
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Förderung
Förderung von 2018 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403074082
DNA Methylierung spielt eine grundlegende Rolle bei Entwicklungsvorgängen und der Entstehung von Krankheiten. DNMT1 ist wesentlich dafür verantwortlich, DNA-Methylierungsmuster in menschlichen Zellen zu kopieren. Es ist ein großes Multidomänen-Protein, das durch Konformationsänderungen und mindestens zwei autoinhibitorische Domänen reguliert wird. Wir werden neue experimentelle Ansätze entwickeln und einsetzen, Einzelenzymkinetiken mit langen hemimethylierten DNA-Substraten und konformationell fixierte DNMT1-Mutanten, um fundamentale mechanistische Fragestellungen für DNMT1 zu untersuchen und die biochemischen Eigenschaften dieses Enzyms mit seiner biologischen Funktion in der Zelle in Beziehung zu setzen. Zentrale Ziele dieses Antrags sind die katalytische Geschwindigkeit von DNMT1 während der prozessiven DNA-Methylierung und die Spezifität von DNMT1 für hemimethylierte CpG-Stellen zu ermitteln, die Rolle von interagierenden Proteinen und posttranslationalen Modifikationen in der Regulation von Aktivität und Spezifität zu untersuchen, sowie den Einfluss von Konformationsänderungen in diesen Prozessen zu bestimmen. Unsere vorläufigen Daten zeigen, dass dieses Projekt wichtige neue Einblicke in die Funktion und den Mechanismus dieses essentiellen DNA-Modifikationsenzyms liefern wird. Unser Projekt greift eine wichtige Forschungsfrage auf dem Gebiet der molekularen Epigenetik auf, den detaillierten molekularen Mechanismus der Vererbung von DNA-Methylierungsmustern und damit den Prozess der epigenetischen Informationweitergabe im Allgemeinen. Darüber hinaus adressieren die Experimente in diesem Projekt eine wichtige Frage im Feld der molekularen Enzymologie, nämlich wie die Aktivität von großen, Multidomänen-Enzymen allosterisch durch Konformationsänderungen und Bindung von interagierenden Proteinen reguliert wird.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
