Proteinevolution - Andrei Lupas
Die Grundbausteine des Lebens
Proteine bilden die chemische Grundlage für alle Prozesse des Lebens. Wir erforschen ihren Ursprung und die Evolution ihrer Falten und Wirkmechanismen mit Hilfe von Bioinformatik, Biochemie und Strukturbiologie.
Proteine sind wesentliche Bausteine aller lebenden Zellen. In der Tat kann man davon ausgehen, dass Leben im Wesentlichen aus der chemischen Aktivität von Proteinen entsteht. Aufgrund ihrer Bedeutung ist es kaum verwunderlich, dass die Vorfahren der meisten heute beobachteten Proteine bereits zur Zeit des "letzten gemeinsamen Vorfahren" vorhanden waren, einem Urorganismus, von dem alles Leben auf der Erde abstammt. Wie sind die ersten Proteine entstanden? Wie ermöglicht ihre Abfolge von Aminosäuren ihre chemische Aktivität? Diese Fragen stehen im Mittelpunkt unserer wissenschaftlichen Bemühungen in unserer Abteilung für Proteinevolution.
Werkzeuge
Proteine sind die komplexesten Chemikalien, die in der Natur synthetisiert werden. Sie müssen sich zu komplizierten dreidimensionalen Strukturen falten, um aktiv zu werden.
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Forschungsgruppen
Gruppenleiter: Vikram Alva
Wir sind sehr daran interessiert, jene Ereignisse zu verstehen, die zur Entstehung der ersten Proteinfaltungen und ihrer Diversifizierung in die vielen funktionellen heute bekannten Proteinfamilien führten.
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Gruppenleiter: Yu-Chu Chang
Wir untersuchen die biophysikalischen und biochemischen Eigenschaften von Membranproteinen, mit dem Schwerpunkt auf ihrer Faltung, Stabilität und Funktion.
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Gruppenleiter: Murray Coles
Unsere Gruppe konzentriert sich auf die Bestimmung von Proteinstrukturen, mit besonderem Schwerpunkt auf Proteinen, die an der Transmembransignalisierung beteiligt sind.
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Gruppenleiter: Stanisław Dunin-Horkawicz
Wir entwickeln und nutzen bioinformatische Anwendungen, um die Funktion von proteinbasierten Systemen aus einer evolutionären Perspektive zu untersuchen. Mit diesem Ansatz können wir gegenwärtige Systeme im Kontext der evolutionären Ereignisse beschreiben, die sie geformt haben, ihre einzigartigen und konservierten Merkmale definieren und überprüfbare Hypothesen aufstellen.
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Gruppenleiter: Marcus Hartmann
Unser Ziel ist es, makromolekulare Maschinen und Systeme zu verstehen und zu manipulieren.
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Gruppenleiterin: Birte Hernandez Alvarez
Wir untersuchen Struktur-Funktions-Beziehungen in Proteinen aus einer evolutionären Perspektive.
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Gruppenleiter: Jörg Martin
Wir untersuchen die Eigenschaften ausgewählter bakterieller und archaealer Chaperone und AAA-ATPasen, um zu einem Verständnis ihrer Wirkungsmechanismen zu gelangen.
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Gruppenleiter: Oliver Weichenrieder
"Selbstsüchtige" oder "Egoistische" RNA ist wahrscheinlich am Ursprung allen Lebens auf der Erde, und sie besteht heute in Form von Retrotransposons und RNA-basierten Viren fort. Wir untersuchen menschliche LINE-1- und Alu-RNAs und wie diese "molekularen Parasiten" ihre Sequenzen in die genomische DNA kopieren. Wir bestimmen und interpretieren molekulare Strukturen in Kombination mit Erkenntnissen aus biochemischen Ansätzen und zellbasierten Assays.
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Pressemitteilungen & Neues aus der Forschung
In einer Entdeckung, die unser Verständnis der grundlegenden Organisation des Lebens neu definiert, haben Forscher herausgefunden, dass mechanische Kompression die Bildung gewebeähnlicher multizellulärer Strukturen in Archaeen induzieren kann. Diese neue Erkenntnis, die sich auf das Haloarchaeon
Haloferax volcanii konzentriert, offenbart einen bisher unbekannten Weg für die Entstehung von Vielzelligkeit in diesem Bereich des Lebens und bietet neue Einblicke in die evolutionären Ursprünge der vielzelligen Komplexität in allen lebenden Organismen.
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Eine neue Strategie zur Entwicklung von Proteinantagonisten zeigt vielversprechende Ergebnisse bei der Bekämpfung von Leukämie, indem sie wichtige Rezeptoren ins Visier nimmt, um die Vermehrung von Krebszellen zu stoppen.
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Forscher haben ein internetbasiertes Toolkit entwickelt, um Proteindesign schneller und einfacher zu machen. Hierzu braucht man als Nutzer keine große Rechnerkapazität oder extensive Erfahrung im Bereich des Proteindesigns. Das Toolkit bietet seinen Nutzern vielfältige Designtools, schnelle Analysen, einfache Interpretation und Resultate zum herunterladen. Das Rahmenprogramm wurde in Nucleic Acids Research veröffentlicht und bietet eine umfassende Ressource für die biologische Forschergemeinschaft.
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Molekulare Strukturen und Funktionen der menschlichen LINE-1 Reversen Transkriptase (auch bekannt als L1ORF2p) wurden jetzt in einer umfangreichen internationalen Zusammenarbeit von Gruppen aus Wissenschaft und Industrie entschlüsselt, unter Beteiligung der Gruppe von Oliver Weichenrieder vom Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen. Die Ergebnisse sind heute in
Nature veröffentlicht worden.
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