R03: Gezielt Eiweiß Degradierung in Kernkraft Qualität Kontrolle Kondenswasser

Der gezielte Proteinabbau kann durch die Kompartimentierung des Proteinabbaus durch die Bildung von proteolytischen Zentren in der Zelle verbessert werden. Diese proteolytischen Zentren stellen subzelluläre, membranlose Kompartimente dar, in denen sich defekte Proteine und nicht zusammengesetzte Untereinheiten von Proteinkomplexen vor ihrem Abbau ansammeln können. Darüber hinaus können proteolytische Zentren unter Bedingungen, die die Protein- und Organellenhomöostase in Frage stellen, besonders relevant sein, was zu einer Überlastung des Ubiquitin-Proteasom-Systems und der Autophagie führen kann. Die Bildung dieser proteolytischen Kondensate wird offenbar durch multivalente, schwache Wechselwirkungen zwischen Proteasom-Shuttle-Proteinen und Poly-Ubiquitin-Ketten angetrieben. Es ist noch weitgehend unbekannt, welche Stressbedingungen die Bildung dieser proteolytischen Zentren auslösen und wie sie aufgelöst werden. Welche Proteine werden in diesen Kondensaten angepeilt und anschließend abgebaut, und welche Rolle spielen Proteasom-Shuttle-Proteine und E3-Ligasen bei der Auswahl der Ziele und der Regulierung der Kondensate? Welches sind die biophysikalischen und chemischen Prinzipien, die die zugrunde liegenden Prozesse steuern? Um diese Fragen anzugehen, werden wir das Fachwissen der beteiligten Gruppen in den Bereichen massenspektrometriebasierte Proteomik, Molekularbiologie, Biochemie, Bioinformatik und grobkörnige molekulare Modellierung kombinieren. Mit diesem hochgradig interdisziplinären Ansatz werden wir in der Lage sein, den kompartimentierten Proteinabbau von seinen sehr atomistischen Biopolymeraspekten bis hin zu seinen weitreichenden funktionellen Auswirkungen auf das Überleben und die Anpassung von Zellen zu verstehen.