Die humane Serinprotease HTRA1 steht mit vielen verschiedenartigen Erkrankungen in Verbindung. Ein Verlust von HTRA1 bzw. der HTRA1 Aktivität wird beispielsweise in diversen Tumorerkrankungen und der Erbkrankheit CARASIL beschrieben. Beobachtete pleiotrope Phänotypen von Zellen mit verringerter HTRA1 Expression beinhalten ein verstärktes Zellwachstum, Zentrosomen Amplifikationen und Polyploidie. Diese Beobachtungen deuten auf wichtige Funktionen von HTRA1 in regulatorischen Prozessen hin. Die Expression des HTRA1 Gens ist in vielen Tumorarten negativ reguliert. Ein in vivo Experiment in K‑ras mutierten aggressiven Tumor-Mausmodellen zeigte jedoch, entgegen des bis dahin postulierten tumorsuppressiven Einflusses von HTRA1, einen protektiven Effekt eines Htra1 Knockouts in Abhängigkeit der K-ras Mutation. Darüber hinaus wurden die Kinasen B‑RAF und C‑RAF in einem PDZ-optimierten Peptidscreen als potentielle HTRA1 Liganden identifiziert. Im Rahmen dieser Dissertation wurde deshalb die Interaktion von HTRA1 mit dem ERK-Signalweg in humanen Kolonkarzinomzellen (SW480) analysiert, die stabil verschiedene Level von HTRA1 exprimierten. Dabei konnte eine Interaktion von HTRA1 und C-RAF in den Lysaten von SW480 Zellen, sowie die Bildung eines Komplexes aus rekombinantem HTRA1 und der RAS-Bindedomäne (RBD) von C-RAF in vitro nachgewiesen werden. Eine Kolokalisation der Proteine in humanen Zellen scheint nach einer Analyse der Zellen mittels konfokaler Laser-Raster-Mikroskopie möglich. Außerdem wurde die RBD von C-RAF als ein in vitro Substrat von HTRA1 identifiziert. Ein Effekt von HTRA1 auf die Aktivität des ERK-Signalweges konnte in Western-Blot Analysen mit phospho-spezifischen Antikörpern nicht beobachtet werden. Um neue Funktionen und Interaktionspartner von HTRA1 in regulatorischen Prozessen der Zelle zu identifizieren, wurde eine Proteom-Analyse von SW480 Zellen durchgeführt, die in distinkten Zellzyklusphasen synchronisiert waren. Die Ergebnisse der Proteom-Analyse deuten auf Funktionen von HTRA1 in Mikrotubuli-assoziierten Prozessen, dem G2-DNA damage checkpoint, der DNA Replikation bzw. des DNA-Licensing und der Apoptose hin. Des Weiteren wurde für eine Reihe von Proteinen wie Calpaine, Annexine und MCMs eine bisher unbekannte, Zellzyklus abhängige Regulation beobachtet. Neben anderen potentiellen Interaktoren, wurde das Calcium‑bindende Protein Annexin A1 als bisher unbekanntes HTRA1 Substrat identifiziert. Diese Vermutung konnte in einer Western-Blot Analyse von SW480 Zelllysaten und einem in vitro Enzym-Assay bestätigt werden. Da sowohl für HTRA1 als auch für Annexin A1 pro- und anti-apoptotische Funktionen beschrieben wurden, wurde der Effekt von HTRA1 auf die Induktion von Apoptose in SW480 Zellen analysiert. Eine Untersuchung der Zellen mittels Durchflusszytometrie ergab, dass Zellen mit verminderter HTRA1 Menge eine höhere Anzahl sterbender Zellen nach Behandlung mit 5-Fluorurazil aufwiesen, als die anderen Zelllinien. Der induzierte Zelltod war zu einem Teil abhängig von der Aktivität zellulärer Caspasen. Darüber hinaus wurden vier klinisch relevante HTRA1 Mutanten aus CARASIL auf ihre Aktivität und ihren oligomeren Zustand untersucht. Enzym-Assays zeigten eine verminderte oder fehlende proteolytische Aktivität aller vier Mutanten. Die analytische Größenausschlusschromatographie und Crosslink-Experimente zeigten, dass der Verlust der proteolytischen Aktivität auf einen Assemblierungsdefekt der Mutanten zurückzuführen war. Die Ergebnisse dieser in vitro Analyse legen dar, dass auch Mutationen außerhalb der Proteasedomäne über einen Assemblierungsdefekt zu einer Inaktivierung von HTRA1 führen können. Die Aktivität einer Mutante (R166H) konnte durch Zugabe eines Peptid-Liganden beispielhaft um 40 % restauriert werden. In der monogenetischen Erkrankung CARASIL stellt HTRA1 ein logisches Ziel proteinbasierter Therapien dar. Zusätzlich würde die Wiederherstellung der HTRA1 Aktivität durch Methoden der supramolekularen Chemie einen wichtigen Beitrag für das neue Feld der Proteinreparatur leisten.