Bakterien stellen je nach Bedarf Tausende unterschiedlicher Proteine her. Neben deren Synthese ist jedoch auch der kontrollierte Proteinabbau für die Lebensvorgänge in der Zelle maßgebend. Ein ausgefeiltes Qualitätskontrollsystem sorgt auch dafür, dass nicht mehr benötigte oder fehlerhafte Eiweißstoffe von der Zelle abgebaut werden. Die „Proteolyse in Prokaryonten“ ist Thema eines der 15 neuen Schwerpunktprogramme, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft ab 2002 mit insgesamt 78 Millionen DM fördert. Die Koordination des Programms, das etwa 18 Teilprojekte umfassen wird, übernimmt Prof. Regine Hengge-Aronis vom Institut für Biologie der Freien Universität.

Strukturbiologen, Biochemiker und Molekularbiologen werden gemeinsam die molekularen Strukturen beteiligter Proteine und die Mechanismen der Regulationsprozesse aufklären. Neben der Generellen Stress-antwort von Bakterien (FU) werden vier weitere Themenkomplexe im Fokus stehen:

• Die Kontrolle des Zellzyklus durch Regulatorproteine: Diese Proteine leiten die einzelnen Phasen der Zellteilung ein und müssen vor dem jeweils nächsten Schritt wieder abgebaut werden.
• Die Proteolyse während der Zelldifferenzierung: Am Beispiel von Bacillus subtilis – einem Organismus, der sich bei Nährstoffmangel nicht teilt, sondern Sporen bildet – werden reversible Zellumwandlungen untersucht.
• Die Bedeutung spezieller Proteasen (Proteinabbauender Enzyme) für die Virulenz pathogener Keime: Werden sie ausgeschaltet, sinkt die Virulenz.
• Fehlfunktion von Proteasen in den Mitochondrien: Viele biochemische Prozesse in diesen Energielieferanten höherer Organismen sind denen in Bakterienzellen sehr ähnlich. Geraten mitochondriale Proteasen außer Kontrolle, kann es zu neurodegenerativen Erkrankungen kommen.

Catarina Pietschmann