Die Untersuchung der Rolle von UBR4 ist die Proteostase

Ein menschlicher Körper besteht aus Millionen von Zellen, die verschiedenste Gewebe und Organe ausbilden. Diese Zellen führen eine Vielzahl verschiedenster Arbeiten durch und ermöglich so, dass unser Körper funktioniert. So stellen sie z. B. sicher, dass unsere DNA während einer Zellteilung nicht beschädigt wird, reparieren diese, sobald Fehler detektiert werden und verhindern damit das Entstehen von Krebs. Andere Zelltypen hingegen kämpfen gegen Infektionen und machen Bakterien und Viren unschädlich. Wieder andere verwandeln die aufgenommene Nahrung in Energie (z.B. in sogenannte ATP Energiemoleküle). Fast alle dieser Aufgaben werden durch einen speziellen Typ von Proteinen, den sogenannten Enzymen, durchgeführt, die wie kleine molekulare Maschinen funktionieren. Im Fokus meiner wissenschaftlichen Arbeiten steht eine besondere Art von Enzymen, die über das Schicksal vieler anderer Proteine entscheiden: Sie erkennen Proteine, die entweder schadhaft sind oder einfach nur entfernt werden sollen und versehen diese mit einer speziellen Markierung. So gekennzeichnete Proteine werden von einer großen Enzym-Maschine erkannt, welche generell komplex gefaltete Proteinstrukturen in langen Ketten entfaltet, die im Innenraum des Enzyms wie mit einer Schere zerschnitten werden. Die daraus resultierenden Grundbausteine (Aminosäuren), werden danach in recycelter Form der Zelle zur Verfügung gestellt. Menschen besitzen mehr als 600 verschiedene Varianten solcher Markierungsenzyme. Diese sind in Form und Größe unterschiedlich und detailliertes Wissen bezüglich deren Wirkungs- und Funktionsmechanismus ist nur für einige wenige vorhanden. Schädliche Veränderungen dieser Enzyme führen jedoch oft zu einer Fehlfunktionen. Schlussendlich bedeutet dies, dass die gesamte Zelle nicht mehr einwandfrei funktioniert und daher führen diese Veränderungen oft zu Krankheiten und ein tiefgreifendes Verständnis dieser Enzyme ist daher notwendig. In meinen Forschungsarbeiten kommt ein spezielles Mikroskop zum Einsatz, dass es mir ermöglicht, diese winzig kleinen Enzyme abzubilden und damit auch hilft, deren Funktionsweise zu verstehen. Diese sollen einerseits in ihrer isolierteren Form untersucht werden, jedoch aber auch zusammen mit ihren zu markierenden Klientenprotein. Meine Studien sollen zu einem detaillierten Verständnis der einzelnen Schlüsselfunktionen beitragen und ich will unter anderem verstehen, wie diese Markierungen durchgeführt werden. Sie sollen Informationen über deren allgemeine Funktion innerhalb der Zelle liefern. Sie sollen aber auch helfen krankheitsverursachende Veränderungen zu verstehen, denn ein Verständnis wie und wo diese Enzyme markieren ermöglicht es auch Medikamente zu entwickeln welche diese spezifisch blockieren aber, wenn notwendig, auch beschleunigen. Kurz gefasst zielt dieses Forschungsprojekt auf ein generelles Verständnis der zellulären Regulierung des Proteinhaushalt ab und ultimativ sollte das so gesammelte Wissen als Vorlage allgemeinen Verständnis von Krankheiten und deren Bekämpfung beitragen.