Prof. Dr. Timm Maier

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Architecture of mTOR protein complex solved

For a long time it has been known that the protein TOR – Target of Rapamycin –...mehr

Research group Timm Maier

Strukturen molekularer Fabriken und regulatorischer Proteinkomplexe

Strukturuntersuchungen an Proteinkomplexen ermöglichen Einblicke in die Stoffwechselregulation und zeigen Perspektiven zur Medikamententwicklung auf.

Architektur des menschlichen TOR Komplex 1.

Unter Metabolismus versteht man alle Prozesse im Auf- und Abbau von Bausteinen lebendiger Organismen. Die nötigen chemischen Umwandlungen werden durch eine Vielzahl von spezifischen Enzymen ausgeführt. Dabei wird die Aktivität zentraler Enzyme situationsabhängig über regulatorische Proteinkomplexe gesteuert. Abweichungen in Funktion oder Regulation des Metabolismus lösen Krankheiten aus. Fehlsteuerungen des Lipidstoffwechsels treten zum Beispiel in der Tumorbildung auf und tragen zu Kreislauferkrankungen und Typ-II Diabetes bei.

Multienzyme und grosse Regulatorkomplexe

Fokus unserer Forschung ist die Aufklärung der Architektur und der Funktionsprinzipien von Multienzymen und regulatorischen Proteinkomplexen. Multienzyme integrieren die katalytische Funktionen mehrerer Enzyme und bilden so riesige biologische Fabriken. Sie sind an zentralen Abläufen im humanen Stoffwechsel beteiligt, zum Beispiel in der Lipidsynthese, oder dienen in Mikroorganismen zur Herstellung von bioaktiven Medikamentenvorstufen. Regulatorkomplexe, wie der humane TOR Komplex, verarbeiten Informationen über den Versorgungszustand der Zelle und regulieren das Zellwachstum. 

Hybrid-Methoden: Ansatz zur Aufklärung von Proteinfunktionen

In unserer Forschung kombinieren wir verschiedene experimentelle Methoden wie zum Beispiel die Röntgenkristallographie und Elektronenmikroskopie mit rechnergestützen Techniken. Mit diesem sogenannten Hybridansatz können wir den Aufbau sowie die Dynamik und Funktion von Proteinen umfassend untersuchen. 

Grundlagen für therapeutische Anwendung

Ein fundamentales Verständnis von Stoffwechselvorgängen ist entscheidend für viele Therapiestrategien. So sind der TOR-Komplex und Multienzyme des Lipidstoffwechsels wichtige Ansatzpunkte in der Krebstherapie. Strukturuntersuchungen bieten grundlegende Erkenntnisse zur Funktionsweise dieser Proteine und zeigen damit Möglichkeiten zur Medikamentenentwicklung auf.