Strukturanalyse der humanen Amyloid Precursor Protein (APP) intrazellulären Domäne (AICD) im Komplex mit dem Adaptorprotein Fe65 und dem Membranrezeptor

• Antragsteller: Dr. Klemens Wild
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5433099

Die für die Alzheimer Krankheit charakteristischen amyloiden Ablagerungen (amyloide Plaques) entstehen im Wesentlichen durch die proteolytische Prozessierung des Amyloid Precursor Proteins (APP). APP ist ein integrales Typ I Membranprotein mit einer extrazellulären N-terminalen Ektodomäne, einer Transmembranregion und einer kurzen C-terminalen cytosolischen Domäne (AICD: APP Intracellular Domain). Der letzte Schritt der g-Sekretase abhängigen physiologischen Proteolyse innerhalb der Membran generiert die Amyloid-b Peptide (Ab) von 40 bzw. pathologisch relevanten 42 Aminosäuren, wobei nachfolgend (e-Schnitt) die lösliche AICD freigesetzt wird. Die AICD kann mit diversen cytosolischen Bindungspartnern interagieren, welche Transport, Prozessierung und transkriptionelle Aktivität von APP vermitteln bzw. modulieren können. Das Ziel des Vorhabens ist die Röntgenstrukturaufklärung von APP Fragmenten im Komplex mit physiologisch relevanten Bindungspartnern. So soll zunächst die AICD mit den Phosphotyrosin bindenden (PTB) Domänen der Adapterproteine Fe65 und Numb kristallisiert werden. Daraufhin soll die AICD in denselben Komplexen durch das membrangebundene b- bzw. a-prozessierte C-terminale Fragment von APP ausgetauscht werden. Weiterhin soll der multimere Komplex aus AICD, den beiden PTB Domänen von Fe65 und der ebenfalls für AIDS relevanten Histonacetyltransferase Tip60 strukturell untersucht werden. Folgende Methoden kommen zur Anwendung: (1) Klonierung der Proteinkonstrukte. (2) Überexpression der Proteine in Bakterien, Insektenzellen und Fliegenaugen. (3) Aufreinigung der Proteine im mg Maßstab. (4) Biochemische und biophysikalische Charakterisierung der Komponenten. (5) Kristallisation. (6) Röntgenstrukturanalyse oder falls keine Kristalle erhältlich: NMR und Peptidkartierung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen