Research

Forschungsschwerpunkte: Hitzeschockproteine, Proteinfaltung, Proteininteraktionen, Chaperone

Johannes Buchner erforscht Proteinfaltungsprozesse in vitro und auf zellulärer Ebene. Proteine als Ketten von Aminosäuren können ihre korrekte Funktion meist erst dann erfüllen, wenn sie sich zu komplexen, dreidimensionalen Strukturen ausgerichtet bzw. gefaltet haben. Diese Proteinfaltung läuft teilweise fehlerhaft ab. Um solche Fehler zu vermeiden, bedient sich die Zelle einer hochkonservierten, komplexen Maschinerie aus Hilfsproteinen, den sogenannten molekularen Chaperonen.

Die meisten Chaperone gehören zur Klasse der Hitzeschockproteine oder Stressproteine und werden bei ungünstigen Umweltbedingungen, wie extremer Hitze, gebildet. Chaperone interagieren mit Proteinen, die anfällig für Fehlfaltungen oder Aggregation sind. Sie unterstützen deren korrekte Faltung und Assoziation, ohne selbst Teil der Struktur zu werden. Nach welchen Prinzipien diese komplexe Maschinerie funktioniert, ist noch in wichtigen Punkten ungeklärt.

Ein Beispiel ist die Klasse der kleinen Hitzeschockproteine. Dazu gehört das Augenlinsenprotein αB-Crystallin. Dieses Protein sorgt dafür, dass das dichte Proteingemisch, das in der Linse in gelöster Form vorliegt, klar und lichtdurchlässig bleibt. Versagt der Mechanismus des Schutzproteins, trübt sich die Linse und es kommt zum grauen Star. Johannes Buchner konnte jüngst entschlüsseln, wie dieses Schutzprotein aktiviert wird und dafür sorgt, dass Kataraktbildung verhindert wird.

Das Verständnis der Proteinfaltungsprozesse auf zellulärer Ebene liefert neben dem Einblick in die Ursachen von Faltungskrankheiten auch wichtige Erkenntnisse für biotechnologische Produktionsprozesse, wie z.B. der Herstellung von Antikörpern.

Career

• Since 1998 Professor for Biotechnology at the Technische Universität München
• 1995-1998 Group Leader at Universität Regensburg
• 1995 Habilitation Universität Regensburg
• 1992-1995 Group Leader at the Universität Regensburg
• 1991-1992 Postdoc at the NCI of the NIH, Bethesda, USA, Supervisor Ira Pastan
• 1991 Graduation Biochemie (Dr. rer. nat.), Universität Regensburg
• 1987 Diploma, Biology, Universität Regensburg

Functions

• Since 2024 Senator, Section "Biochemistry and Biophysics", National Academy of Sciences Leopoldina
• Since 2013 Editor, Journal of Molecular Biology
• 2006-2010 Member of the Editoral Board of the journal ChemBioChem
• Since 2012 Vice President of the GBM
• 2006-2012 Elected Member of the advisory board of the GBM
• Since 2006 Elected Panel Reviewer of the DFG
• 2003-2006 Dean of the Department of Chemistry of the Technische Universität München

Projekte

• since 2012 SFB 1035 “Control of protein function by conformational switching” (Spokesperson)
• since 2010 SFB 863 “Forces in Biomolecular Systems“
• since 2006 Cluster of Excellence CIPS^M

Honours and Memberships

• 2024 Otto Warburg Medal by the German Society for Biochemistry and Molecular Biology
• 2013 Member, European Molecular Biology Organisation (EMBO)
• 2011 Hans Neurath Award of the Protein Society, USA
• Since 2010 Member of the Bavarian Academy of Science
• Since 2006 Member of the National Academy of Sciences Leopoldina
• 1995-1998 Heisenberg Fellow of the DFG
• 1995 Junior Career Award (Habilitationspreis Universität Regensburg)
• 1991 Award for Best Doctoral Thesis (Kulturpreis Ostbayern)
• 1988-1990 Biotechnology Fellowship