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Hans Dieter Schmitt
Projektgruppenleiter
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Hans Dieter Schmitt

Membrantransport in Hefe

Eukaryotische Zellen verwenden membranumschlossene Kompartimente – sogenannte Vesikel –, um Makromoleküle abzusondern, aufzunehmen oder zu transportieren. Wie im Straßenverkehr wird fast immer Material in beide Richtungen transportiert: in die Zelle hinein oder aus ihr hinaus. Da die Vesikel für jeden Transportgang neu gebildet werden müssen, laufen in der Zelle ständig Zyklen von Vesikelbildung und Vesikelverbrauch ab. Membranvesikel bilden sich, wenn eine Proteinhülle einerseits das Transportgut aufsammelt und andererseits die Membran sich krümmt und hilft, das fertige Vesikel abzuschnüren. Am anderen Ende der Reaktionskette spielen spezielle Proteine – sogenannte SNARE-Proteine – als Rezeptoren und Fusionskatalysatoren die wichtigste Rolle. Der Export von Makromolekülen beginnt am endoplasmatischen Retikulum (ER), und die Richtung des Transports vom ER über den Golgi zur Plasma-Membran der Zelle stellt eine "Beförderung" in Vorwärtsrichtung dar. Transport in die entgegengesetzte Richtung trägt dazu bei, den Verlust an Proteinen und Lipiden auszugleichen, dem ER und Golgi-Apparat ausgesetzt sind.

Unser Hauptinteresse liegt im "rückwärtsgerichteten" Transport vom Golgi zum ER. Als Transportvehikel dienen dabei Vesikel, die von einer speziellen Proteinhülle – der COP-I-Hülle – umgeben sind. Die Bildung der COP-I-Proteinhülle ist die Voraussetzung für die Vesikelbildung am Golgi-Apparat. Unsere neuesten Ergebnisse haben gezeigt, dass die Entfernung dieser Hülle erst an der Zielmembran, dem ER, stattfindet. Das Vorhandensein der COP-I-Hülle und ihre Erkennung durch einen speziellen Komplex am ER scheint wichtig zu sein, damit die Vesikel an der richtigen Zielmembran andocken können. Wir wollen herausfinden, ob und wie Vorwärts- und Rückwärts-Transport am ER gekoppelt sind. Für unsere Untersuchungen verwenden wir die Hefe Saccharomyces cerevisiae, da dieser einfache Pilz sehr leicht genetisch verändert werden kann und sich zelluläre Prozesse so leichter analysieren lassen.

 
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