Entwicklung von neuen BH3-basierten Peptidsequenzen und ihre potentielle Anwendung zur Identifizierung von anti-apoptotischen Rezeptoren an Krebszellen

• Antragstellerin: Dr. Raheleh Rezaei Araghi
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 225104808

Anti-apoptotische und pro-apoptotische Bcl-2 Proteine spielen eine wichtige Rolle bei der Steuerung des programmierten Zelltods spielen. Anti-apoptotische Proteine verhindern die Apoptose durch die Bindung der konservierten hydrophoben Region an die ý-helikale BH3-Region der Pro-apoptotischen Proteine. Ein Überschuss an anti-apoptotischen Bcl-2 Proteinen verursacht Krankheiten wie z.B. Krebs. Das Design modifizierter helikaler BH3-Proteine mit verbesserter Affinität und Selektivität ist ein vielversprechender neuer Ansatz für die Krebstherapie. BH3-Inhibitoren binden an den Rezeptoren in ý-helikaler Konformation. Die Stabilisierung der Helix kann die Proteinbindung durch konformative Vororganisation erhöhen. Durch die Modifizierung unterschiedlicher Stellen des Proteins sowie verschiedene Möglichkeiten der Stabilisierung der ý-Helix ergeben sich enorme Variationsmöglichkeiten. Diese große strukturelle Vielfalt stellt eine große Herausforderung dar. Die Synthese und Untersuchung einer großen Zahl strukturell und chemisch unterschiedlicher Peptide ist durch „Split-Pool“-Technik möglich. Diese innovative Anwendung dieser Methode besitzt großes Potential die zeitaufwändigen und teuren empirischen Methoden der „cross-linking“-Technik zu ersetzen. Die Synthese der cross-linked-Peptide erfolgt durch Einbau von olefinischen dialkylierten Aminosäuren in der Festphasensynthese der Peptide. Eine anschließende Ruthenium katalysierte Ringschlussreaktion führt zum Aufbau der makrozyklischen Brücke. Split-Pool-Bibliotheken können eine Vielzahl an cross-linked und nicht cross-linked BH3-Peptiden synthetisieren. Diese Art der Synthese bietet die Möglichkeit der Modifikation und Untersuchung der Wechselwirkung von BH3-Peptiden mit fluoreszenzmarkierten Proteinen noch auf der festen Phase. Eine umfassende in vitro Charakterisierung der BH3-Peptide in Lösung umfasst die Untersuchung der Helizität, Bindungsaffinität, Bindungskinetik und die Quantifizierung der Bindungsaffinität. Das Ziel der Untersuchung ist die Identifizierung des anti-apoptotischen Proteins, das für das Überleben der Zelle verantwortlich ist. Dies wird mit Hilfe der hochselektiven BH3-Peptide aus dem ersten Teil des Projekts erreicht. Die Untersuchung wird ein „BH3 profiling“ durchgeführt. Hierbei werden die Mitochondrien aus dem Krebszellen isoliert und die Freisetzung von Zytochrom C gemessen. Durch die Anwendung der hochselektiven BH3-Sequenzen ist die Identifikation der chemo resistenten anti-apoptotischen Proteine möglich. Diese Proteine sind auf anderem Weg nicht von anderen, ähnlichen Rezeptoren zu unterscheiden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Amy Keating