Co- and post-translational engineering of the therapeutic protein Erythropoietin with non-natural amino acids

• Antragstellerin: Dr. Marina Rubini
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 223327590

Die Behandlung von Krebs ist eine der dringlichsten und wichtigsten medizinischen und gesellschaft-lichen Herausforderungen. Erythropoietin (EPO) kann die negativen Nebenwirkungen bei der Chemotherapie abschwächen und die Prognose verbessern. Sowohl aus pharmakologischer als auch aus biochemischer Sicht ist die Herstellung stabiler EPO Analoga mit homogenen Glykosilierungen eine absolute Notwendigkeit. Hier schlage ich den Einsatz nicht-natürlicher Aminosäuren vor, um (i) die Stabilität von rekombinantem EPO zu erhöhen und (ii) orthogonale Gruppen für die chemo-selektive Kopplung von Kohlenhydraten via Klick-Chemie zu schaffen. EPO Varianten mit fluorinierten Aminosäuren und komplexen vierarmigen Zuckerketten werden hergestellt und charakterisiert werden, um eine Korrelation mit der Stabilität der EPO Analoga hinsichtlich thermischer Denaturierung, Aggregation und Proteolyse sowie ihrer Biodistribution und erythropoetischer Wirksamkeit zu etablieren. Diese Ergebnisse das Verständnis der Wechselwirkung von Zuckerketten mit Proteinen vorantreiben. Auf lange Sicht könnten die in diesem Projekt gewonnenen Einsichten und das dabei etablierte molekulare Methodenrepertoire eingesetzt werden, um die Effizienz der EPO Verabreichung zu steigern, und Strategien zur Herstellung und systematischen Optimierung therapeutischer und anderer Proteine mit post-translationalen Modifikationen aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1623: Chemoselektive Reaktionen für die Synthese und Anwendung funktionaler Proteine