Untersuchung zeitaufgelöster Veränderungen in Konformation und Assemblierung bei Beleuchtung von Kryptochromen

Lichtgesteuerte Proteine stellen eine bemerkenswerte Klasse von Biomolekülen dar, die die Kraft des Lichts nutzen, um entscheidende biologische Reaktionen auszulösen. Das Hauptziel unseres Projekts ist es, die Komplexität lichtgesteuerter Prozesse in Proteinen zu entschlüsseln, wobei der Schwerpunkt auf Photorezeptoren, insbesondere Kryptochromen, liegt. Diese Proteine spielen eine entscheidende Rolle bei der Initiierung und Regulierung biologischer Reaktionen durch Lichtstimulation. Durch den Einsatz innovativer Techniken wie Massenspektrometrie (MS) und Ionenmobilität (IM) wollen wir die dynamischen strukturellen Aspekte beleuchten, die diesen lichtinduzierten Prozessen zugrunde liegen. Unser Hauptaugenmerk liegt auf der Untersuchung von Kryptochromen aus der Pflanze Arabidopsis thaliana (WP1). Wir planen, verschiedene Konstrukte von AtCRY zu untersuchen, um die spezifischen Domänen zu identifizieren, die für lichtinduzierte Konformationsänderungen verantwortlich sind, Veränderungen in den Oligomerisierungszuständen zu erforschen und die Faktoren zu verstehen, die zu den unterschiedlichen Lichtempfindlichkeiten von CRY1 und CRY2 beitragen. Darüber hinaus wollen wir entschlüsseln, wie Inhibitorproteine wie die Blaulicht-Inhibitoren von Kryptochromen (BICs) die Oligomerisierung hemmen (oder auflösen). Um einen breiteren Kontext zu bieten, wird unsere Forschung einen vergleichenden Ansatz mit Kryptochromen aus verschiedenen Spezies (WP2) umfassen, die unterschiedliche Mechanismen zur Umwandlung von Licht in eine Konformationsänderung für die nachgeschaltete Signalübertragung verwenden. Dazu gehören tierähnliche CRYs wie CraCRY (aus der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii), magnetosensitive CRYs und lichtempfindliche L-CRY aus dem Meereswurm Platynereis dumerilii. Diese werden hauptsächlich im Rahmen von Kooperationen untersucht.

DFG-Verfahren Sachbeihilfen