Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme:

 


 

Willkommen in der Abteilung Biophysik

projekt-mitoAbteilungsleitung:

Prof. Dr. Stephan Nußberger

Pfaffenwaldring 57,  70550 Stuttgart, Deutschland 

Der Transport von Proteinen über biologische Membranen durch nanoskalige Poren spielt eine zentrale Rolle in einer Vielzahl von biologischen Prozessen, bei der Proteinsekretion von Bakterien sowie in Eukaryonten beim Transport von Proteinen in Mitochondrien, Chloroplasten und das endoplasmatische Retikulum. Die Abteilung Biophysik befasst sich mit dem Mechanismus der Proteintranslokation durch solche Poren sowie mit der Frage, wie Membranproteine in Membranen integriert werden. Im Einzelnen befassen wir uns mit den folgenden Themen:

  • Mitochondriale ProteintranslokasenTOM structure 2017Besonderes Interesse gilt dabei der Strukturbestimmung einzelner Proteintranslokasen mittels elektronenmikroskopischer Methoden sowie der Visualisierung von Präproteinen beim Durchtritt durch einzelne Translokationsporen mit Hilfe optischer und elektrophysiologischer Einzelmolekülmethoden.

  • Nutzung von Ionenkanälen und Proteintranslokasen in der Einzelmolekül-Biosensorik. Im Rahmen des Kompetenznetzes Funktionelle Nanostrukturen der Baden-Württemberg Stiftung modifizieren wir biologische Poren, um sie als nanoskalige Bauteile für die Biosensorik einzusetzen. Hierzu werden bereits existierende und eingehend charakterisierte Proteinkanäle hinsichtlich der Eigenschaften als molekularer Schalter durch minimale Eingriffe optimiert.

  • Apoptose: bax_model_2Die durch Proteine der Bcl-2 Familie regulierte Freisetzung von zytotoxischen Proteinen aus Mitochondrien gilt als Schlüsselereignis in der Apoptose. Dabei spielt BAX eine entscheidende Rolle. Neueste Ergebnisse aus unserem Arbeitskreis zeigen, dass BAX mit einem Palmitinsäure-Rest modifiziert wird, was die Insertion des Proteins in die mitochondriale Außenmembran befördert. Damit einhergehend führt eine verstärkte Palmitoylierung von BAX zu einer erhöhten zellulären Sensibilisierung gegenüber unterschiedlichen Apoptose-Stimuli. Auf Grundlage dieser Beobachtungen arbeiten wir an neuen Konzepten zur Bekämpfung von bösartigen Tumorzellen, in denen Palmitoylierung von BAX reduziert ist.