DFG-Forschergruppe FOR 721/2
Molekulare Struktur und Funktion der Tight Junction
Teilprojekt 6   

Dr. Gerd Krause  ,   Dr. Jörg Piontek 

Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP), Berlin-Buch

Molekulare und strukturelle Muster parazellulärer Dichtheit durch subtypabhängige Claudin-Claudin-Wechselwirkungen in Tight Junctions

Der molekulare und strukturelle Zusammenhang der Claudin-Claudin-Interaktion zwischen diversen Claudinsubtypen und deren unterschiedlicher Funktion (Porenbildung bzw. Dichtheit) in den Tight Junctions ist noch ungeklärt. Unter gezielter Ausnutzung von unterschiedlicher Porenbildungsfunktion und Sequenzunterschieden der Claudinsubtypen sollen systematisch molekulare und strukturelle Muster parazellulärer Wechselwirkungen für Porenbildung und Dichtheit durch Kombination von bioinformatischen, molekularbiologischen, Mutationen- und NMR-Strukturuntersuchungen eingegrenzt und identifiziert werden.

Unsere Starthypothesen für abdichtende (Strukturmuster I) und für parazellulär porenbildende (Strukturmuster II) Interaktionsmuster von Claudinsubtypen basieren u.a. auf elektrostatischer Anziehung bzw. Abstoßung von intermolekularen Seitenketteninteraktionen der extrazellulären Loops 1 (ECL1).
Mit gezielten ortgerichteten Chimären-Mutationen, die aus weiteren homologen Strukturmodellen extrazellulärer Loop Komplexe gewonnen werden, sollen porenbildende molekulare Determinanten in den ECL1 der Claudine iterativ eingegrenzt werden.

Strukturmuster wechselwirkender ECL1-Loops sollen durch NMR-Strukturaufklärung von ECL1-Konstrukten von porenbildenden und nicht-porenbildenden Claudinsubtypen und deren Komplexe gewonnen werden.

DFG-Mitarbeiter des Teilprojekts

Publikationen 2010 - 2012 (FOR 721/2)

2015

  • Conrad MP*, Piontek J* (*shared first authorship), Günzel D, Fromm M, Krug SM (2016, online 2015) Molecular basis of claudin-17 anion selectivity. Cell. Mol. Life Sci. 73(1): 185-200 (°IF 5.8) [PubMed] [WebPage] [PDF] [Supplement] TP1+TP6+TP7+TPZ{FFEM}

2014

  • Protze J, Eichner M, Piontek A, Dinter S, Rossa J, Blecharz KG, Vajkoczy P, Piontek J*, Krause G* (*shared last authorship) (2014) Directed structural modification of Clostridium perfringens enterotoxin to enhance binding to claudin-5. Cell. Mol. Life Sci. ###: ###-### (IF 5.9) [PubMed] [WebPage] [PDF]

  • Rossa J, Plöger C, Vorreiter F, Saleh T, Protze J, Günzel D, Wolburg H, Krause G, Piontek J (2014) Claudin-3 and claudin-5 protein folding and assembly into the tight junction are controlled by non-conserved residues in transmembrane2 (TM3) and extracellular loop 2 (ECL2) segments. J. Biol. Chem. 289(11): 7641-7653 (IF 4.7) [29.01.14 Accepted] [PubMed] [WebPage] [PDF] [Supplements] TP6+TP7

  • Rossa J*, Protze J* (*shared first authorship), Kern C, Piontek A, Günzel D, Krause G*, Piontek J* (*shared last authorship) (2014) Molecular and structural transmembrane determinants critical for embedding claudin-5 into tight junctions reveal distinct four helix bundle arrangement. Biochem. J. 464(1): 49-60 (IF 4.8) [PubMed] [WebPage] [PDF]

2013

  • Cording J, Berg J, Käding N, Bellmann C, Tscheik C, Westphal JK, Milatz S, Günzel D, Wolburg H, Piontek J, Huber O, Blasig IE (2013) Tight junctions: Claudins regulate the interactions between occludin, tricellulin and marvelD3, which, inversely, modulate the claudin oligomerization. J. Cell Sci. 126: 554-564 (IF 6.1) [PubMed] [WebPage] [PDF] [Supplement] TP5+TP7+TP6+TP3

2012

2011

2010

Publikationen 2007 - 2009 (FOR 721/1)

Vorarbeiten