Funktionalität kontrolliert durch Organisation in und zwischen Membranen
Seit vielen Jahren fasziniert die Struktur, Funktion und Dynamik biologischer Membranen Wissenschaftler aus verschiedenen Fachrichtungen. Membranen sind essentiell für alle Lebensformen, da sie Strukturen zur Ausbildung von geschlossenen Kompartimenten bereitstellen, und so biochemische Reaktionen in lebenden Zellen von ihrer Umgebung abtrennen. Obwohl die Membran-Forschung eine lange Tradition besitzt, ist unser Bild doch sehr unvollständig. So bleiben Fragen wie: „Wie sind Membranen organisiert und wie beeinflußt ihre Organisation die Funktion von Proteinen, die zusammen die einzigartigen Eigenschaften der biologischen Membranen bestimmen?“ bisher unbeantwortet. Das Konzept des SFBs wird getragen von der Idee, quantitative Informationen über das Wechselspiel von Membranlipiden und -proteinen zu erhalten, die entscheidend für das Verständnis ihrer Funktionen auf molekularer Ebene sind. Es ist unser erklärtes Langzeitziel, Protein- und Lipidfunktionalitäten vorherzusagen und allgemeingültige Struktur- und Funktionsmotive zu identifizieren, um auf diese Weise auch ein besseres Verständnis der dynamischen Prozesse biologischer Membranen zu erlangen. Wir verfolgen dabei vor allem einen "bottom up" Ansatz, um so die Komplexität nativer biologischer Membranen reduzieren und kontrollieren zu können. Die Grundlage aller theoretischen und experimentellen Projekte bilden Modellmembranen mit einer definierten chemischen Zusammensetzung. Die Gruppen (Chemiker, Mathematiker und Physiker) welche sich in dem SFB zusammengefunden haben, sind vereint durch ein großes Interesse an den molekularen Details im Kontaktbereich von Protein-Lipid Komplexen bei gleichzeitigem Erhalt ausreichender Diversität der Struktur und Funktion der zu untersuchenden Peptide und Proteine.
Die Projekte des
Bereichs A beschäftigen sich im speziellen mit der Frage, wie Membranlipide Peptid- und Proteinkomformationen, ihre Organisation sowie ihr Aggregationsverhalten beeinflußen, und wie diese Wechselwirkungen Einfluß auf die Proteinfunktionalitäten nehmen. Die Projekte des
Bereichs B versuchen die Frage zu beantworten, wie Proteine im Kontext der Membranfusion die Organisation der Lipide verändern, um auf diese Weise verschiedene Fusionsintermediate und Übergangszustände zu identifizieren.
