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    Der geheime Code des kleinen Proteins Ubiquitin

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Ubiquitin-Netzwerke (Ub-Net)

Ubiquitin ist ein kleines Protein, das quasi überall (ubiquitär) vorkommt und in viele zelluläre Prozesse regulierend eingreift. Es wird an andere Proteine angeheftet und verändert damit deren Eigenschaften und Funktionen innerhalb der Zelle. Wichtige Prozesse wie der Abbau von Proteinen, die Reparatur der DNA, die Übertragung von Signalen innerhalb einer Zelle und der Zelltod werden hierdurch reguliert.

Die Anknüpfung von Ubiquitin an andere Proteine kann auf viele verschiedene Arten erfolgen – manchmal wird nur ein Ubiquitin-Molekül angehängt, manchmal verzweigte Ketten aus mehreren Ubiquitin-Molekülen. Wissenschaftler sprechen mittlerweile von einem regelrechten Geheimcode, der dadurch von Ubiquitin vermittelt wird und den es zu entschlüsseln gilt. Fehler in diesem raffinierten System werden mit zahlreichen Erkrankungen in Zusammenhang gebracht, beispiels- weise mit der Entstehung von Krebs, mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson, aber auch mit dem Verlauf von Infektionen und Entzündungen. Selbst bei der biologischen Alterung scheint Ubiquitin eine wichtige Rolle zu spielen. Bislang wird jedoch nur ansatzweise verstanden, wie aus kleinen Fehlern in diesem System schwere Krankheiten entstehen und wie man gezielt thera- peutisch eingreifen kann.

Hier setzt der LOEWE-Schwerpunkt an. Die beteiligten Wissenschaftler wollen die Komplexität der Ubiquitin-Netzwerke entschlüsseln und die grundlegenden molekularen Details analysieren. Auf diese Weise hoffen sie, neue Strategien für die Behandlung von Erkrankungen entwickeln zu können, und neue Einblicke in Mechanismen der biologischen Alterung zu erhalten.


Projektgruppen

A1: Strukturelle Charakterisierung von Komplexen des ERAD-Qualitätskontrollsystems
Prof. Dr. Volker Dötsch
Institute of Biophysical Chemistry, GU Frankfurt

A2: Substratspezifität und Regulierung der proteasomalen Ub-Rezeptoren Rpn10 und Rpn13
Dr. Koraljka Husnjak
Institute of Biochemistry II, GU Frankfurt

A3: Spezifität der proteasomalen Degradation während akuten Nährstoffentzuges
Dr. Martin Vabulas
BMLS, GU Frankfurt

A4: Ub-Netzwerke zur Regulation der Autophagie von Salmonellen
Prof. Dr. Ivan Dikic
Institute of Biochemistry II, GU Frankfurt

A5: Regulation, Erkennung und Funktion von poly-SUMO-Ketten
Prof. Dr. Stefan Müller
Institute of Biochemistry II, GU Frankfurt

B1: Rolle von Ub-Netzwerken in der Autophagie
Dr. Christian Behrends
Institute of Biochemistry II, GU Frankfurt,

B2: Rolle von UPS-Netzwerken in der Embryonalentwicklung
Dr. Christian Pohl
BMLS, GU Frankfurt

B3: Quantitative Untersuchung von Ub-Signalen in dreidimensionalen physiologisch relevanten Gewebemodellen mit dynamischer dreidimensionaler Fluoreszenzmikroskopie
Prof. Dr. Ernst Stelzer, Dr. Francesco Pampaloni
BMLS, GU Frankfurt

B4: Rolle von Ub-Rezeptoren bei der Beseitigung intrazellulärer Pathogene
Prof. Dr. Ina Koch
Molecular Bioinformatics, GU Frankfurt

B5: Mitochondriale Qualitätskontrolle durch das UPS: Bedeutung für Alterungsprozesse
Prof. Dr. Heinz Osiewacz
Institute for Molecular Bio Science, GU Frankfurt

B6: Dynamische Regulation des Notch-Signaling durch deubiquitylierende Enzyme
Dr. Michael Potente
MPI for Heart and Lung Research, Bad Nauheim

C1: Regulation von Apoptose und Nekrose durch Ub-Netzwerke
Prof. Dr. Simone Fulda
Institute for Experimental Cancer Research in Pediatrics, GU Frankfurt

C2: Ub-abhängige Regulation des BRAF-Onkogens und der MAP-Kinasen
Dr. Krishna Rajalingam
Institute of Biochemistry II, GU Frankfurt

C3: Ubiquitinierung von FLT3 und KIT in der normalen und malignen Hämatopoese
PD Dr. Christian Brandts
Medizinische Klinik II, GU Frankfurt

C4: Ub-Netzwerke in humanen Leukämien
Prof. Dr. Hubert Serve/Dr. Sebastian Wagner
Medizinische Klinik II, GU Frankfurt

C5: Ub-Netzwerke und angeborene Immunität
Prof. Dr. Liliana Schaefer
Institute of Pharmacology and Toxicology, GU Frankfurt

JGL1: Protein Engineering
Dr. Andreas Ernst
Institute of Biochemistry II, GU Frankfurt

JGL2: Bioinformatics
Dr. Kathi Zarnack
BMLS, GU Frankfurt