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Das Protein mTOR überträgt Phosphatgruppen auf Zielproteine und regelt dadurch deren Aktivität und letztlich das Zellwachstum. mTOR wird durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen und Energie sowie extrazelluläre Signale von Hormonen und Wachstumsfaktoren kontrolliert. Der Aufbau von Fetten ist ein zentraler durch mTOR kontrollierter Stoffwechselweg, dessen Fehlregulation in vielen Krankheiten beobachtet wird. Neben mTOR spielt dabei das Enzym Acetyl-CoA Carboxylase (ACC) eine wichtige Rolle. Es führt den ersten spezifischen Schritt der Fettherstellung aus und wird durch Produkthemmung und Substrataktivierung kontrolliert. Bekannte Hemmstoffe von mTOR und ACC sind Naturstoffe aus der Klasse der Polyketide. Diese werden in riesigen Fertigungsstrassen, den Polyketidsynthasen (PKS), von Mikroorganismen aufgebaut.
In diesem Projekt untersuchen wir mit den Mitteln der Strukturbiologie die wenig bekannten strukturellen Grundlagen und Mechanismen der Regulation von mTOR Komplexen und ACC und schaffen eine Basis für den gezielten Auf- und Umbau von PKS.
Ziel des Projektes ist es, Grundlagenwissen zur Regulation des Stoffwechsels und zur Funktion biosynthetischer Proteine zu gewinnen. Die Erkenntnisse dieses Projektes tragen langfristig zum Verständnis von Abweichungen des Stoffwechsels zum Beispiel in Tumoren und zur Entwicklung entsprechender Wirkstoffe bei.