Mechanismen von MLKL in der Nekroptose: von intramolekularen Umordnungen zur Isoformregulation

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ana Jesús Garcia Sáez
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418168917

Nekroptose ist eine neu entdeckte Form der regulierten Nekrose, die entzündlich ist und eine Rolle bei einer Reihe von mit chronischer Entzündung und Infektion assoziierten Erkrankungen spielt. Nekroptose resultiert in der raschen Freisetzung zellulären Inhalts nach der Permeabilisierung der Plasmamembran. Dies erfolgt in Abhängigkeit von dem Mixed Lineage Kinase domain-Like (MLKL) Protein, welches bisher der letzte bekannte Effektor der Nekroptose ist. Darüber hinaus wurden kürzlich nicht-tödliche Rollen von MLKL im intrazellulären Vesikeltransport beschrieben, die den nekrotischen Zelltod auszugleichen scheinen. Der molekulare Mechanismus hinter diesen MLKL-Funktionen bleibt jedoch unklar und wird diskutiert. In Vorarbeiten haben wir entdeckt, dass die unterschiedlichen Isoformen von MLKL aus Maus und Mensch, die durch Transkriptomanalyse identifiziert wurden, ausgeprägte Nekroptose Aktivität zeigen. Während das Fehlen der inhibitorischen Pseudokinase-Domäne MLKL intrinsisch aktiv macht, hebt die Insertion von nur acht Aminosäuren in der C-terminalen Helix seine nekrotische Aktivität auf. Das Hauptziel dieses Projekts ist es, den molekularen Mechanismus zu entdecken, wie MLKL Nekroptose ausführt. Zu diesem Zweck werden wir die strukturellen Elemente studieren, die die MLKL-Aktivität regulieren, und den Beitrag der verschiedenen MLKL-Isoformen zu MLKL-tödlichen und nicht-tödlichen Funktionen bestimmen. Basierend auf der Auswirkung von kleinen Unterschieden in der Sequenz der C-terminalen Helix auf die MLKL-Aktivität planen wir zu untersuchen, wie die MLKL-Struktur die Funktion reguliert. Wir werden dann diese Information verwenden, um neue kleine Moleküle zu entdecken, die die MLKL-Aktivität regulieren. Abschließend werden wir die Rolle der verschiedenen MLKL-Isoformen bei der Regulation der Nekroptose und zusätzlicher nicht tödlicher Funktionen untersuchen. Dieses multidisziplinäre Projekt kombiniert Zellbiologie und moderne Mikroskopie mit molekulardynamischen Simulationen, um neue molekulare Schritte bei der Koordination der Nekroptose zu entdecken. Die Identifizierung neuer kleiner Moleküle und Proteine, die an der Nekroptose-Regulierung via MLKL beteiligt sind, soll den Weg für die Entwicklung neuer Medikamente für die Behandlung verschiedener Entzündungserkrankungen ebnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen