Verbundprojekt CELLular Eucaryotic proteome-Code deciphering Technologie (CELLECT): Identifikation und funktionelle Analyse des NOS-assoziierte synaptischen Toponoms (Teilprojekt A3)

Stickoxid (NO) ist ein kurzlebiges, gasförmiges Radikal, das mittels spezifischer Enzyme, den NO-Synthasen, in nahezu allen Organen und Geweben des Säugerorganismus gebildet wird. Die Rolle von NO bei der Signaltransduktion, insbesondere in Synapsen, ist bisher nur teilweise verstanden. Da die Splice-Form a der neuronalen Isoform der NOS über eine sogenannte PDZ-Domäne verfügt, ist mit ihrer Ankoppelung an die postsynaptische Dichte (PSD) und dementsprechende Assoziation mit ca. 70 PSD-gekoppelten Proteinen zu rechnen. Dieses Teilprojekt fokussiert auf die funktionelle Analyse des NOS-assoziierten synaptischen Toponoms. Unter Toponom verstehen wie die gesamte topologische, das heißt räumlich-kombinatorische Anordnung von Proteinen und anderen Makromolekülen in einem Zellkompartiment, einer Zelle oder einem Zellsystem. Diese relativen Proteinlokalisationen im Kontext zu verstehen, ist zellbiologisch und im Hinblick auf die Analyse von Krankheitsmechanismen notwendig, da sie den räumlichen Code für funktionelle Proteinnetzwerke bilden. Um die synaptische Funktion der NOS als Element von Proteinnetzwerken zu verstehen, sollen unter Verwendung der MELK-Robotik-Technologie bis zu 70 verschiedene, im wesentlichen postsynaptische Proteine simultan mit NOS-Isoformen in einem parallelen Ansatz erfasst werden. Es werden dabei zahlreiche kombinatorische Proteinmuster ("combinatorial protein patterns", CPP`s) und CPP-Motive auftreten, die nur mit NOS und solche, die nie mit NOS assoziiert sind. Wir beabsichtigen, NOS-assoziierte CPP-Motive zu finden und funktionell als Netzwerke zu analysieren.