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 Forschungsbericht für das Jahr 2017

Institut für Biochemie und Molekularbiologie

Zentrum für Biochemie und Molekulare Zellforschung (ZBMZ)

Stefan-Meier-Str. 17
79104 Freiburg i. Br.
Tel: +49(0)761/203-5225 Fax: +49(0)761/203-5253
Email ingeborg.heckle@biochemie.uni-freiburg.de
http://www.biochemie.uni-freiburg.de/


Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

  • Prof. (em.) Dr. R. Brandsch
  • Dr. Frank Edlich
  • Prof. (em.) Dr. Peter C Heinrich
  • Prof. Dr. Carola Hunte
  • Prof. Dr. H. G. Koch
  • Prof. Dr. Claudine Kraft
  • Prof. Dr. Chris Meisinger
  • Prof. Dr. M. Müller
  • Prof. Dr. N. Pfanner
  • Prof. Dr. Sabine Rospert
  • Prof. Dr. M. Tropschug
  • Andrea Andrei
  • Larissa Angebauer
  • Asli Aras-Taskin
  • Dr. Thomas Becker
  • Dr. J. Brix
  • Akif Ciftci
  • Charlotte Conz
  • Kärt Denks
  • Ekatarina Eimer
  • Lars Ellenrieder
  • Hugo Falquez
  • Dr. Enguo Fan
  • Anika Fippel
  • Dr. Julia Fröbel
  • Simon Fuchs
  • Kathrin Funk
  • Shilpa Gosh
  • Alexander Grevel
  • Dr. Anne-Sophie Gribling-Burrer
  • Simon Gruseck
  • Laura Haag
  • Liya Hannemann
  • Sierra Hansen
  • Bianca Herrmann
  • Anna Hiersemenzel
  • Alexandra Höhr
  • Philipp Höß
  • Volker Hübscher
  • Dinel Poveda Huertes
  • Roshan Jha
  • Wai-Chun Kao
  • Ramona Klesse
  • Cansu Kücükköse
  • Simon Lagies
  • Joacheim Lauterwasser
  • Shuo Liang
  • Sylvia Liebscher
  • Caroline Lindau
  • Philip Lübbert
  • Christoph Marttensson
  • Stanka Matic
  • Dr. Laura Melchionda
  • Anna Moddemann
  • Vera Muders
  • Kaivalya Mudholkar
  • Patrycja Mulch
  • Patricia Mulica
  • Dr. Evgeny Mymrikov
  • Dr. Adi Narayana
  • Kim Nguyen Doan
  • Derrick Norell
  • Alina Oelgeklaus
  • Andrea Origi
  • Vishnupriya Pandey
  • Narcis Petrimann
  • Daniel Poveda Huertes
  • Chantal Priesnitz
  • Volker Pupp
  • Zonghao Qiu
  • Dr. Heike Rampelt
  • Frank Reichenbach
  • Ilie Sachelaru
  • Dr. Mario Scazzari
  • Conny Schütze
  • Melanie Simon
  • Nadine Slivinsky
  • Alex Song
  • Sina Spot
  • Liesa Steidle
  • Sebastian Stiller
  • Sebastian Straub
  • Lukas Sturm
  • Fransziska Todt
  • Petro-Iulian Trasnea
  • Dr. Nora Vögtle
  • Corvin Walter
  • Dr. N. Wiedemann
  • Dr.. Christophe Wirth
  • Rosa-Maria Younes
  • Rosa-Marie Younes
  • Ralf Zerbes
  • Dr. Ying Zhang
  • Zonghao Zonghao Qiu
  • Dr. Xenia Bogdanovic
  • Johannes Hummel
Einträge in der Rubrik "Who is Who"

Forschungsschwerpunkte

  • Prof. Dr. Chris Meisinger: Untersuchungen zum Proteintransport, zur Signaltransduktion und zu Proteomics in Mitochondrien sowie der Regulation des programmierten Zelltodes
  • Prof. Dr. Nikolaus Pfanner: Mechanismus der Proteinsortierung und Proteinfaltung in der Zelle, hier insbesondere Targeting und Assemblierung von mitochondrialen Proteinen
  • PD Dr. Thomas Becker: Untersuchungen zur Sortierungs- und Assemblierungsmaschine der mitochondrialen Außenmembran
  • Prof. Dr. Nils Wiedemann: Charakterisierung der Sortierung von Proteinen in der mitochondrialen Außenmembran und essentielle Proteine der Mitochondrien
  • Prof. Dr. Matthias Müller: Mechanismen des Proteintransports durch Membranen und der Proteininsertion in Membranen
  • Prof. Dr. Sabine Rospert: Identifikation und Charakterisierung von Proteinen, die mit dem Ribosom assoziieren und Untersuchung ihrer Wechselwirkungen mit neusynthetisierten Polypeptidketten.
  • Prof. Dr. Maximilian Tropschug: Zelluläre Funktion von Peptidyl-Prolyl-cis-trans-Isomerasen
  • Dr. F. Edlich: Untersuchungen zur Regualtion mitochondrialer Apoptose durch Konformationsänderungen in Bcl-2-Proteinen
  • Prof. Dr. Hans-Georg Koch: Untersuchungen zur Insertion und Assemblierung von Membranproteinen sowie zur zelluläre Stressantwort
  • Prof. Dr. Carola Hunte: 3D-Strukturen von Membranproteinen

Finanzierung

  • FEBS Fellowship
  • Fonds der Chem. Industrie "Chemierelevante Grundlagenforschung im Bereich Bioinformation"
  • Forschergruppe 929 "Dynamics of Membrane Proteins"
  • Forschergruppe 967 "Ligands of the Ribosomal Exit Tunnel"
  • Forschungskommision MÜL25/01
  • Internationales Graduiertenkolleg 1478 "Membrane Proteins and Biological Membranes"
  • SFB 746 "Functional Specificity by coupling and modification of proteins
  • China Scholarship Council
  • DAAD Stidpendium
  • Science and Engineering Research Board, Neu Delhi

Wissenschaftliche Projekte und Forschungsvorhaben


  • 3D-Struktur von bakteriellen Flavoproteinen
  • COST European Cooperation in Science and Technology, CM1306 „Understanding Movement and Mechanism in Molecular Machines“
  • EXC 294, BIOSS Centre of Biological Signalling Studies, Exzellenz-Cluster der Exzellenz-Initiative der Bundes- und Landesregierungen
  • Graduiertenkolleg 1976 (RTG 1976) “Functional Diversity of Cofactors in Enzymes”
  • Identifikation und Charakterisierung von Proteinen, die mit dem Ribosom assoziieren und Untersuchung ihre Wechselwirkungen mit neusynthetisierten Polypeptidketten
  • Insertion und Assemblierung von Membranproteinen sowie die zelluläre Stressantwort
  • Kooperation und Kopplung von mitochondrialen Präprotein-Translokasen und rekonstituiert Translokase-Komplexe
  • Mechanismus der Proteinsortierung und -faltung in der Zelle, insbesondere Zielsteuerung und Assemblierung von mitochondrialen Proteinen
  • Mechanismus des Transports von Proteinen über und deren Insertion in Membranen
  • Regualtion mitochondrialer Apoptose durch Konformationsänderungen in Bcl-2-Proteinen
  • Regulation of mitochondrial biogenesis by cytosolic kinases (DFG ME 1921/4-1)
  • Rolle von Peptidyl-Prolyl-cis-trans-Isomerasen in der Zelle
  • SFB 746 „Functional specificity by coupling and modification of proteins“
  • Sortierungs- und Assemblierungsmaschine der mitochondrialen Außenmembran
  • Sortierung von Proteinen in der mitochondrialen Außenmembran und essentielle Proteine der Mitochondrien
  • Struktur, Mechanismus und Funktion von Membranproteinen des Ionentransports und der zellulären Atmung und ihre Interaktion mit Signalketten

Wissenschaftliche Publikationen

Originalarbeiten in wissenschaftlichen Fachzeitschriften:
  • Andreu-Fernandez V, Sancho M, Genoves A, Lucendo E, Todt F, Lauterwasser J, Funk K, Jahreis G, Perez-Paya E, Mingarro I, Edlich F, Orzaez M: Bax transmembrane domain interacts with prosurvival Bcl-2 proteins in biological membranes. P Natl Acad Sci Usa, 2017; 114 (2): 310-315. : http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1612322114
  • Bi W, Bai X, Gao F, Lu C, Wang Y, Zhai G, Tian S, Fan E, Zhang Y, Zhang K: DNA-Templated Aptamer Probe for Identification of Target Proteins. Anal Chem, 2017; 89 (7): 4071-4076. : http://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.6b04895
  • Blummel AS, Drepper F, Knapp B, Eimer E, Warscheid B, Muller M, Frobel J: Structural features of the TatC membrane protein that determine docking and insertion of a twin-arginine signal peptide. J Biol Chem, 2017; 292 (52): 21320-21329. : http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M117.812560
  • Braig D, Nero TL, Koch HG, Kaiser B, Wang X, Thiele JR, Morton CJ, Zeller J, Kiefer J, Potempa LA, Mellett NA, Miles LA, Du XJ, Meikle PJ, Huber-Lang M, Stark GB, Parker MW, Peter K, Eisenhardt SU: Transitional changes in the CRP structure lead to the exposure of proinflammatory binding sites. Nat Commun, 2017; 8 (online): 14188. : http://dx.doi.org/10.1038/ncomms14188
  • Cakir Z, Funk K, Lauterwasser J, Todt F, Zerbes RM, Oelgeklaus A, Tanaka A, van der Laan M, Edlich F: Parkin promotes proteasomal degradation of misregulated BAX. J Cell Sci, 2017; 130 (17): 2903-2913. : http://dx.doi.org/10.1242/jcs.200162
  • Denks K, Sliwinski N, Erichsen V, Borodkina B, Origi A, Koch HG: The signal recognition particle contacts uL23 and scans substrate translation inside the ribosomal tunnel. Nat Microbiol, 2017; 2: 16265-16265. : http://dx.doi.org/10.1038/nmicrobiol.2016.265
  • Di Bartolomeo F, Doan KN, Athenstaedt K, Becker T, Daum G: Involvement of a putative substrate binding site in the biogenesis and assembly of phosphatidylserine decarboxylase 1 from Saccharomyces cerevisiae. Bba-mol Cell Biol L, 2017; 1862 (7): 716-725. : http://dx.doi.org/10.1016/j.bbalip.2017.04.007
  • Dumit VI, Zerbes RM, Kaeser-Pebernard S, Rackiewicz M, Wall MT, Gretzmeier C, Kuttner V, van der Laan M, Braun RJ, Dengjel J: Respiratory status determines the effect of emodin on cell viability. Oncotarget, 2017; 8 (23): 37478-37490. : http://dx.doi.org/10.18632/oncotarget.16396
  • Gold VA, Brandt T, Cavellini L, Cohen MM, Ieva R, van der Laan M: Analysis of Mitochondrial Membrane Protein Complexes by Electron Cryo-tomography. Methods Mol Biol, 2017; 1567: 315-336. : http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-6824-4_19
  • Hessenberger M, Zerbes RM, Rampelt H, Kunz S, Xavier AH, Purfurst B, Lilie H, Pfanner N, van der Laan M, Daumke O: Regulated membrane remodeling by Mic60 controls formation of mitochondrial crista junctions. Nat Commun, 2017; 8: 15258-15258. : http://dx.doi.org/10.1038/ncomms15258
  • Jank T, Belyi Y, Wirth C, Rospert S, Hu Z, Dengjel J, Tzivelekidis T, Andersen GR, Hunte C, Schlosser A, Aktories K: Protein glutaminylation is a yeast-specific posttranslational modification of elongation factor 1A. J Biol Chem, 2017; 292 (39): 16014-16023. : http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M117.801035
  • Kaser S, Willemin M, Schnarwiler F, Schimanski B, Poveda-Huertes D, Oeljeklaus S, Haenni B, Zuber B, Warscheid B, Meisinger C, Schneider A: Biogenesis of the mitochondrial DNA inheritance machinery in the mitochondrial outer membrane of Trypanosoma brucei. Plos Pathog, 2017; 13 (12) (online): e1006808-e1006808. : http://dx.doi.org/10.1371/journal.ppat.1006808
  • Kruger V, Becker T, Becker L, Montilla-Martinez M, Ellenrieder L, Vogtle FN, Meyer HE, Ryan MT, Wiedemann N, Warscheid B, Pfanner N, Wagner R, Meisinger C: Identification of new channels by systematic analysis of the mitochondrial outer membrane. J Cell Biol, 2017; 216 (11): 3485-3495. : http://dx.doi.org/10.1083/jcb.201706043
  • Martensson CU, Doan KN, Becker T: Effects of lipids on mitochondrial functions. Bba-mol Cell Biol L, 2017; 1862 (1): 102-113. : http://dx.doi.org/10.1016/j.bbalip.2016.06.015
  • Morgenstern M, Stiller SB, Lubbert P, Peikert CD, Dannenmaier S, Drepper F, Weill U, Hoss P, Feuerstein R, Gebert M, Bohnert M, van der Laan M, Schuldiner M, Schutze C, Oeljeklaus S, Pfanner N, Wiedemann N, Warscheid B: Definition of a High-Confidence Mitochondrial Proteome at Quantitative Scale. Cell Rep, 2017; 19 (13): 2836-2852. : http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2017.06.014
  • Mudholkar K, Fitzke E, Prinz C, Mayer MP, Rospert S: The Hsp70 homolog Ssb affects ribosome biogenesis via the TORC1-Sch9 signaling pathway. Nat Commun, 2017; 8 (1): 937-937. : http://dx.doi.org/10.1038/s41467-017-00635-z
  • Rampelt H, Bohnert M, Zerbes RM, Horvath SE, Warscheid B, Pfanner N, van der Laan M: Mic10, a Core Subunit of the Mitochondrial Contact Site and Cristae Organizing System, Interacts with the Dimeric F1Fo-ATP Synthase. J Mol Biol, 2017; 429 (8): 1162-1170. : http://dx.doi.org/10.1016/j.jmb.2017.03.006
  • Reichenbach F, Wiedenmann C, Schalk E, Becker D, Funk K, Scholz-Kreisel P, Todt F, Wolleschak D, Dohner K, Marquardt JU, Heidel F, Edlich F: Mitochondrial BAX Determines the Predisposition to Apoptosis in Human AML. Clin Cancer Res, 2017; 23 (16): 4805-4816. : http://dx.doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-16-1941
  • Ruf S, Heberle AM, Langelaar-Makkinje M, Gelino S, Wilkinson D, Gerbeth C, Schwarz JJ, Holzwarth B, Warscheid B, Meisinger C, van Vugt MA, Baumeister R, Hansen M, Thedieck K: PLK1 (polo like kinase 1) inhibits MTOR complex 1 and promotes autophagy. Autophagy, 2017; 13 (3): 486-505. : http://dx.doi.org/10.1080/15548627.2016.1263781
  • Sachelaru I, Winter L, Knyazev DG, Zimmermann M, Vogt A, Kuttner R, Ollinger N, Siligan C, Pohl P, Koch HG: YidC and SecYEG form a heterotetrameric protein translocation channel. Sci Rep-uk, 2017; 7 (1) (online): 101-101. : http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-00109-8
  • Schendzielorz AB, Schulz C, Lytovchenko O, Clancy A, Guiard B, Ieva R, van der Laan M, Rehling P: Two distinct membrane potential-dependent steps drive mitochondrial matrix protein translocation. J Cell Biol, 2017; 216 (1): 83-92. : http://dx.doi.org/10.1083/jcb.201607066
  • Taskin AA, Kucukkose C, Burger N, Mossmann D, Meisinger C, Vogtle FN: The novel mitochondrial matrix protease Ste23 is required for efficient presequence degradation and processing. Mol Biol Cell, 2017; 28 (8): 997-1002. : http://dx.doi.org/10.1091/mbc.E16-10-0732
  • Ulfig A, Frobel J, Lausberg F, Blummel AS, Heide AK, Muller M, Freudl R: The h-region of twin-arginine signal peptides supports productive binding of bacterial Tat precursor proteins to the TatBC receptor complex. J Biol Chem, 2017; 292 (26): 10865-10882. : http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M117.788950
  • Vogtle FN, Burkhart JM, Gonczarowska-Jorge H, Kucukkose C, Taskin AA, Kopczynski D, Ahrends R, Mossmann D, Sickmann A, Zahedi RP, Meisinger C: Landscape of submitochondrial protein distribution. Nat Commun, 2017; 8 (1) (online): 290-290. : http://dx.doi.org/10.1038/s41467-017-00359-0
Reviews/Übersichtsartikel in wissenschaftlichen Fachzeitschriften:
Sonstige Publikationen:

Besondere wissenschaftliche Aktivitäten

Preise / Ehrungen:
  • Angelika Harbauer: Barbara Hobom-Preis, 01.01.2013.
  • Martin van der Laan: Otto-Meyerhoff-Preis (Young Investigator Award), 01.01.2013.
  • N. Wiedemann: Eugen Graetz Preis, 01.01.2011.
  • PD Dr. P. Rehling: Jahrespreis der wissenschaftlichen Gesellschaft, 01.11.2004.
  • Peter Rehling: Young Investigator Award of the GBM and Schering Stiftung, 01.10.2005.
  • Prof. Dr. Nikolaus Pfanner: Max-Planck-Forschungspreis für Biowissenschaften und Medizin, 03.12.2002.
  • Prof. N. Pfanner: Research Prize from Hector Foundation II , 01.01.2012.
Ehrung:
  • Prof. Dr. N. Pfanner: Mitglied der EMBO (European Molecular Biology Organisation), seit 1994.
  • Prof. Dr. N. Pfanner: Mitglied der "Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina", seit 2000.
Herausgeberschaften:
  • Prof. Dr. N. Pfanner: Editor: Reviews of Physiology, Biochemistry & Pharmacology (1999-); Biocimica et Biophysica Acta - Molec. Cell Research (2000-); Editorial/ Advisory Board: European Journal of Biochemistry (1996-); Molecular Membrane Biology (1996-); Current Biology (1998-); Journal of Biological Chemistry (1998-); EMBO Journal (1999-), Biological Cemistry (2000-); EMBO Reports (2000-), seit 2000.

Abschlussarbeiten

Promotionen
  • Alexandra Höhr: Mechanism of beta-barrel membrane protein biogenesis in mitochondria (Betreuer/in Prof. N. Wiedemann, Erstgutachter/in Prof. N. Pfanner, Zweitgutachter/in Prof. N. Wiedemann), 2017.
  • Anika Fippel: Identification of structural features that influence the function of the Na+/H+ antiporter NhaA from Salmonella Typhimurium (Betreuer/in Prof. Dr. Carola Hunte, Erstgutachter/in Prof. Dr. Carola Hunte, Zweitgutachter/in Prof.Einsle), 2017.
  • Sebastian Straub: Dynamic organisation and structure of the mitochondrial translocase of the outer membrane (Betreuer/in Prof. N. Wiedemann, Erstgutachter/in Prof. N. Pfanner, Zweitgutachter/in Prof. N. Wiedemann), 2017.
Bachelor
  • Elena Bialas: Generation of variants of the Na+/H+ antiporter NhaA from Salmonella Typhimurium and of F6-Fab fragment for characterization of transport mechanism (Betreuer/in Prof. Dr. Carola Hunte, Erstgutachter/in Prof. Dr. Carola Hunte, Zweitgutachter/in folgt), 2017.
  • Martin Dieterle: The role of the Om45-Porin complex in mitochondrial biogenesis of Saccharomyces cerevisiae, 2017.