Mg2+ Kontrolle von Alr1p

Das Protein Alr1 der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae trägt eine essentielle Funktion für die Mg 2+- Homöostase der Zelle. In unseren vorangegangenen Studien konnten wir zeigen, dass die Deletion von ALR1, die einen konditional letalen Phänotyp ausprägt, unter Standardbedingungen (1mM Mg 2+) eine 60%-ige Reduktion der intrazellulären Mg 2+-Konzentration bewirkt. Diese signifikante Reduktion führt mit größter Wahrscheinlichkeit zu verschiedenen, nicht näher definierten zellulären Funktionsstörungen, die bei anhaltendem Mg 2+-Mangel zum Zelltod führen. Weiters konnten wir in unseren Studien nachweisen, dass die Expression, sowie die Stabilität von Alr1p einer Mg 2+-spezifischen Regulation unterliegt. Erhöhte Mg 2+-Konzentrationen führen sowohl zu einer reduzierten Transkription des ALR1-Gens als auch zu post-translationalen Modifikationen des Proteins, die eine End4p/Rps5p abhängige Endocytose initiieren und zum vakuolären Abbau (Pep4p abhängig) von Alr1p führen. In diesem Projekt sollen die molekularen Mechanismen der Mg 2+-regulierten Synthese und der spezifische Abbau von Alr1p näher charakterisiert werden. Dabei stellt die Aufklärung der Mg 2+-spezifischen Initialisierung von Alr1p am Beginn der Endocytose ein primäres Ziel dar. Dazu sollen durch ungerichtete sowie zielgerichtete Mutationen im ALR1-Gen Sequenzen definiert werden, die für diese Prozesse wichtig sind. Der multifunktionelle Charakter des Mg 2+-ions soll es hier auch ermöglichen als Modell für ionenkontrollierte Prozesse zu fungieren. Die Durchführung und Analyse eines breiten genetischen Screens soll dabei die Detektion neuer Faktoren ermöglichen. Die Interpretation und phänotypische Charakterisierung von Mutanten erfordert weiters eine intensive Untersuchung der Alr1p Struktur, Topologie, sowie der möglichen homo- oder heteromeren Assemblierung des Proteins. Die vorgeschlagenen Studien fokusieren dabei auf essentielle Aspekte von ionenkontrollierten zellulären Prozessen, die für die Initiation der Endocytose verantwortlich zeigen.