Charakterisierung des Einflusses unterschiedlicher Selensupplemente und -dosen sowie verschiedener Glutathionperoxidasen auf den Redoxstatus im Plasma und in ausgewählten Geweben muriner Modellsysteme sowie Entwicklung Seleno-Proteom-spezifischer Sonden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Spurenelement Selen wird hinsichtlich seines gesundheitlichen Nutzens, bzw. seiner Risiken seit einigen Jahren kontrovers diskutiert. So konnten einige Studien zeigen, dass eine Überversorgung mit Selen positive Wirkungen in der Prävention und Therapie bestimmter Tumoren haben könnte. Jedoch zeigten andere Studien, dass hohe Selenspiegel mit einem erhöhten Risiko an einer metabolischen Erkrankung (Insulinresistenz, Hyperlipidämien, Typ II Diabetes) zu erkranken einhergehen. Selen ist in Form der 21. proteinogenen Aminosäure Selenocystein essentieller Bestandteil von funktionellen Selenoproteinen, welche unter anderem die Familien der Glutathionperoxidasen (GPx) oder auch Thioredoxinreduktasen (TrxR) umfassen. Beide Familien sind an der Aufrechterhaltung der Redox-Homöostase beteiligt und nehmen anti-oxidative Schutzfunktionen war. Im Falle eines Selenmangels können diese Funktionen nicht aufrechterhalten werden. Die Aktivitätssättigung der Selenoproteine erfolgt bei der empfohlenen Aufnahme von rund 30 bis 70 µg Selen pro Tag. Erfolgt eine höhere Zufuhr können die Aktivitäten nicht weiter gesteigert werden, so dass bei den beobachteten anti-karzinogenen Effekten andere Mechanismen als die der Selenoproteine eine Rolle zu spielen scheinen. Da Selen in verschiedenen Oxidationsstufen vorkommt (-2, 0, +4, +6) und diese verschiedenen Selenverbindungen sich fundamental in ihrem Metabolismus unterscheiden sollten in diesem Projekt umfangreiche Vergleiche der Selenverbindungen Selenit, Selenat und Selenomethionin in verschiedenen Tiermodellen erfolgen. Hierzu wurden Fütterungsversuche durchgeführt und es kamen molekularbiologische Methoden (qRT-PCR, Western-Blot Analysen, spektralphotometrische Enzymaktivitätsmessungen) sowie proteomische Techniken (2D DIGE, REDOX DIGE) zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigen, dass vor allem eine hochdosierte Gabe von Selenomethionin kontroverse Effekte im Vergleich zu Selenat und Selenit auf den Energiemetabolismus sowie den Redox-Status von Proteinen aufweist. Weiterhin konnten wir in einem in-vitro Zellmodell zeigen, dass Selenverbindungen, die intermediär vorwiegend zu methylierten Verbindung abgebaut werden einen Einfluss auf den immunogenen Phänotypen haben. Dies gibt Hinweise darauf, welche Selenverbindungen in der Therapie von Tumorerkrankungen einen Benefit aufweisen könnten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2017) Altered protein expression pattern in colon tissue of mice upon supplementation with distinct selenium compounds. Proteomics 17 (11)
Rahn, Jette; Lennicke, Claudia; Kipp, Anna P.; Müller, Andreas S.; Wessjohann, Ludger A.; Lichtenfels, Rudolf; Seliger, Barbara
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(2017) Methionine and seleno-methionine type peptide and peptoid building blocks synthesized by five-component five-center reactions. Chemical communications (Cambridge, England) 53 (26) 3777–3780
Kaluđerović, Goran N.; Abbas, Muhammad; Kautz, Hans Christian; Wadaan, Mohammad A. M.; Lennicke, Claudia; Seliger, Barbara; Wessjohann, Ludger A.
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(2017) Modulation of MHC class I surface expression in B16F10 melanoma cells by methylseleninic acid. Oncoimmunology 6 (6) e1259049
Lennicke, Claudia; Rahn, Jette; Bukur, Jürgen; Hochgräfe, Falko; Wessjohann, Ludger A.; Lichtenfels, Rudolf; Seliger, Barbara
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Impact of distinct Selenium compounds on molecular targets of energy metabolism in hepatic tissue of mice. 30. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Mineralstoffe und Spurenelemente. Freising, Oktober 2014
Lennicke C, Rahn J, Kipp AP, Lichtenfels R, Müller AS, Wessjohann LAW, Seliger B
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Impact of methylseleninic acid treatment on the modulation of MHC class I in tumors. 32. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Mineralstoffe und Spurenelemente, Berlin, Oktober 2016
Lennicke C, Rahn J, Wessjohann LA, Lichtenfels R and Barbara Seliger
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Newinsights into the anti-carcinogenic potential of methylseleninic acid. 3rd meeting of the study group redox biology of the German Society for Biochemistry and Molecular Biology (GBM), Düsseldorf, July 2016
Lennicke C, Rahn J, Hochgräfe F, Gellert M, Wessjohann LAW, Lichtenfels R, Seliger B
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Role of metabolism in immune surveillance and immune escape of tumors, 12th Tumor Immunology Meets Oncology (TIMO), Halle, Germany, April 2016
Seliger, B et al.
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Selenium meets Tumor Immunology and Oncology. 12th Tumor Immunology Meets Oncology (TIMO) workshop, Halle, April 2016
Lennicke C, Rahn J, Lichtenf.els R, Wessjohann LA, Seliger B
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Selenium, Peptides & Nature‘s Redox Chemistry. 13. International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium (ICCST-13), Gifu, Japan, Mai 2016
Wessjohann, LA et al.
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Individual effects of different selenocompounds on the hepatic proteome and energy metabolism of mice. Biochim Biophys Acta. 2017;1861:3323-3334
Lennicke C, Rahn J, Kipp AP, Dojčinović BP, Müller AS, Wessjohann LA, Lichtenfels R, Seliger B
