Die post-translationale Modifikation von Proteinen durch Ubiquitin (Ub) spielt eine
fundamentale Rolle bei der Regulation der Proteinaktivität sowie des
Proteinabbaus und kontrolliert dadurch unterschiedlichste biologische Prozesse.
Störungen dieser Prozesse sind eng mit der Entstehung von Krankheiten wie
Krebs verbunden. Bemerkenswert ist, dass die Zielproteine sowohl mono- als
auch poly-ubiquityliert werden können. Dabei entsteht stets eine Isopeptidbindung
zwischen dem C-terminalen Glycin des Ubs und einem Lysin des Substrats,
wobei Ub auch sich selbst als Substrat dienen kann, um poly-Ub-Ketten
aufzubauen. Die biologische Funktion eines ubiquitylierten Proteins wird durch die
Art der Ubiquitylierung sowie der Position des zur Verknüpfung der Ub-Einheiten
verwendeten Lysins bestimmt.
Die Arbeitshypothese dieses Projekts ist, dass die Ubiquitylierung Interaktionen
zwischen Proteinen beeinflusst und dadurch die Funktion und / oder das
Schicksal (z.B. proteolytischen Abbau) eines Proteins verändert. Synthetische,
positions-spezifisch verknüpfte Ub-Konjugate können helfen, diese Hypothese
und den zu Grunde liegenden Mechanismus der Spezifität für die Auswahl eines
Lysins bei der poly-Ub-Kettenbildung zu untersuchen.
Um ubiquitylierte Proteine zu generieren, werden definierte Lysine bekannter
Substrate von Ub durch chemisch synthetisierte, bioorthogonal funktionalisierte
nicht-natürliche Aminosäuren ersetzt und über diese selektiv mit dem
funktionalisierten C-terminus einer generierten Ub Mutante verknüpft.
Zur Erforschung ob und wie Ub-Modifikationen Protein-Protein-Interaktionen
beeinflussen, werden Interaktionspartner identifiziert und charakterisiert. Ferner
werden Aktivitätsstudien durchgeführt werden, um Ub-bedingte Eigenschaften zu
erfassen. Dies ermöglicht die Identifizierung neuer Ub-abhängiger Prozesse und
kann zu neuen Therapieansätzen führen.
