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Projekt
Targeted poly(ADP-ribosyl)ation of proteins (Gezielte Poly(ADP-Ribosyl)ierung von Proteinen)
Antragsteller
Professor Dr. Andreas Marx
Fachliche Zuordnung
Biologische und Biomimetische Chemie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 223209090
ADP-ribosylierung und Poly(ADP-ribosy)lierung sind reversible posttranslationale Proteinmodifikationen die ADP-Ribosyltransferasen (ARTs) wie Poly(ADP-ribose)-Polymerasen (PARPs) aus NAD+ als Substrat synthetisiert werden. Poly(ADP-ribose) (PAR) ist ein lineares oder verzweigtes Polyanion von variierender Länge, das mit zahlreichen Proteinen nicht-kovalent interagieren kann. Die Bildung von PAR wurde mit DNA-Reparatur, Aufrechterhaltung der Genomstabilität, Telomerregulation, Zellteilung, Energiemetabolismus, Zelltod, Tumorsuppression und Alterung in Verbindung gebracht. Wie jedoch die Modifikation mit PAR und ADP-Ribose die Eigenschaften der Zielproteine moduliert und reguliert ist bisher nur wenig verstanden. Für ein besseres Verständnis dieser Modifikationen und ihrer biologischen Rolle werden wir in diesem Projekt Proteine synthetisieren, die an ausgewählten Stellen mit ADP-Ribose und PAR modifiziert sind. Als Zielprotein wählten wir das hochgeladene Histonprotein H1.2, welches in vivo mit ADP-Ribose und PAR modifiziert wird und wichtige Funktionen bei der Packung des Erbguts und der Regulation dessen Auslesung einnimmt. Das Projetziel erreichen wir durch Inkorporation einer neuartigen unnatürlichen modifizierten Aminosäure mittels Stopp-Codon-Suppression in H1.2. Die unnatürliche Aminosäureenthält eine geschützte Alkoxyamin-Funktionalität. Nach Freisetzung der Alkoxyamin-Funktionalität wird die ortsgerichtete Modifikation von Proteinen mit bioorthogonal-reagierenden funktionalen Gruppen ermöglicht. Anschließend wird eine neue Ligationschemie entwickelt, die es ermöglicht, ADP-Ribose und PAR mittels derer reduzierenden Enden durch Oxim-Bildung an das Zielprotein Histone H1.2 zu konjugieren. Diese so definiert funktionalisierten Proteine stellen die Basis für umfangreiche nachfolgende biochemische Untersuchungen dar.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
