Abstract: A) Transportgesteuerte Genregulation in Escherichia coli. Ziel des Projektes ist es, Signalketten, die durch Transportereignisse ausgelöst und letztendlich in Genregulation umgesetzt werden, auf molekularer Ebene zu verstehen. Hierzu sollen das E. coli Maltosesystem und das E. coli Phosphotransferasesystem (PTS) für Glukose als Modelle dienen. B) Reinigung und Rekonstitution des TMBP (Trehalose/Maltose-Bindeprotein)-abhängigen ABC-Transporters aus dem hyperthermophilen Archaeon Thermococcus litoralis. Wir wollen die malEFGK-Gene aus Thermococcus litoralis in einem moderat thermophilen Bakterium, nämlich Bacillus stearothermophilus, exprimieren. Unser Ziel hierbei ist die erfolgreiche Kristallisation und Strukturaufklärung des Transporters. C) Spezifische Genregulation in hyperthermophilen Archaea. Ziel dieses Projekts ist die Aufklärung der spezifischen Genregulation in Archaea. Bei diesen Organismen sind zwar die generellen Transkriptionsfaktoren einigermaßen bekannt und ähnlich wie in eukaryontischen Systemen, aber man weiß nahezu nichts über die spezifische, induktorabhängige Regulation einzelner Gene oder Operone. D) Studien zur Nicht-PTS-abhängigen Katabolitrepression in E. coli. Hierbei geht es um die durch Glyzerin-3-Phosphat (G3P) ausgelöste Katabolitrepression, an der sowohl EIIAGlc des PTS als auch das cAMP/CAP-System beteiligt sind. Unsere Arbeitshypothese geht davon aus, dass es die durch EIIAGlc-Phosphat bedingte Stimulierung der Adenylatzyklase ist, die durch G3P und andere phosphorylierte Zucker inhibiert wird. E) Die Rolle von sigma-S (RpoS) bei der inneren Induktion des Maltosesystems. Wir haben beobachtet, dass RpoS, der bekannte Stress-Sigmafaktor, in die endogene Maltosegenexpression eingreift. Es gibt mindestens 30 Gene, deren Kontrolle RpoS-abhängig ist. Diejenigen Gene, deren Produkte mit dem Kohlenhydratstoffwechsel verbunden sind, werden unsere Untersuchungsobjekte sein. F) Mathematische Analyse des Induktionsvorgangs. In Weiterführung unserer Zusammenarbeit mit Prof. Bohl (Mathematik) wollen wir die Kinetik der durch Maltose im Medium ausgelösten Induktion der Genexpression verstehen lernen. Wir werden plausible chemische Reaktionsgleichungen aufstellen und ihre Effektivität durch Induktionsmodellierung mit der Wirklichkeit vergleichen.
