Ca2+-Signale:
Molekulare Mechanismen und Integrative Funktionen
Sonder­forschungs­bereich 894

Teilprojekt A4 - Richard Zimmermann & Adolfo Cavalié

Mechanismen und Regulation des Ca2+ Ausstroms aus dem ER

Im Projekt wurde der Sec61-Komplex in der ER-Membran humaner Zellen als passiver Ca2+-Ausstromkanal charakterisiert. Darüber hinaus wurden das ER-luminale Chaperon BiP und das cytosolische Calmodulin als Regulatoren des Sec61-Komplexes identifiziert. Nach unserer Arbeitshypothese besteht die Funktion von BiP darin, den Ca2+-Ausstrom durch Sec61-Komplexe zu inhibieren. Bei Ca2+-Erhöhungen im Cytosol übernimmt Calmodulin eine zusätzliche inhibitorische Funktion. An der Rekrutierung von BiP bzw. Ca2+-Calmodulin sind das Membranprotein Sec62 sowie ein BiP-Cochaperon beteiligt. Damit wurden wichtige Beiträge zum Verständnis der Dynamik des Sec61-Komplexes und des Überganges von zellulärem Stress zur Apoptose erarbeitet, die im Antragszeitraum weiter vertieft werden sollen.

Dabei soll es vor allem um den molekularen Mechanismus der Gatingkontrolle des Sec61-Komplexes durch BiP und BiP-Cochaperone gehen, wobei die Kombination aus siRNA mediiertem Gensilencing und Ca2+-Imaging zum Einsatz kommen. Darüber hinaus soll die Frage bearbeitet werden, inwieweit Zellen, die höhere Protein-Sekretion aufweisen, auf Veränderungen des Ca2+-Ausstromes aus dem ER empfindlich reagieren. Ein neues Therapiekonzept für SEC62-überexprimierende Tumoren soll im Tiermodell geprüft werden.

Videobeschreibungen:

Mögliche Konformationsänderungen beim Öffnen und Schließen des Sec61-Komplexes

(siehe Dudek et al., 2015 für detaillierte Beschreibung) 

A) Seitenansicht des Sec61-Komplexes aus der Phospholipiddoppelschicht (nach Po-Hsien & Volkhard Helms)

B) Draufsicht auf den Sec61-Komplex aus dem Cytosol (nach Stefan Pfeffer & Friedrich Förster)