Verbleib von nitrierten Proteinen: Denitrierung oder Abbau?

• Antragsteller: Professor Dr. Tilman Grune
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften ; Gerontobiologie und Geriatrie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257921205

Seit einiger Zeit ist bekannt, dass die Nitrierung von Proteinen mit der Pathophysiologie einiger Erkrankungen verbunden ist. Der chemische Mechanismus, der zur Bildung von nitrierten Proteinen führt, ist weitestgehend verstanden. Nitrierung kann sehr selektiv sein und zu dramatischen Änderungen in Struktur und Funktion von Proteinen führen. Allerdings ist das Verbleiben dieser nitrierten Proteine völlig unklar. In allen bisherigen Ansätzen zur Untersuchung des Schicksals nitrierter Proteine wurden unkontrolliert modifizierte Proteine verwendet, die sowohl oxidiert als auch nitriert waren. So konnte keine eindeutige Antwort bezüglich des Schicksals nitrierter Proteine gegeben werden, obwohl zwei grundlegende Möglichkeiten für den Verbleib postuliert wurden: die Denitrierung und der proteolytische Abbau. Einige unserer Vorarbeiten deuten auf die Existenz einer Denitrase-Aktivität hin.Die Kombination der Expertise unsere beiden Arbeitsgruppen erlaubt es uns, dieses Problem erfolgversprechend zu bearbeiten. R. Radi hat ausgedehnte Kenntnisse im Bereich der gezielten und intramolekular selektiven chemischen Nitrierung von Proteinen. T. Grune hat große Erfahrung in der Untersuchung des Verbleibs modifizierter Proteine in Zellen. So planen wir im Verlauf des Projektes, gezielt selektiv nitrierte Proteine herzustellen und diese Gewebs- und Zellhomogenaten auszusetzen, um das Verschwinden dieser Proteine zu quantifizieren. Parallel dazu wird ein HPLC/MS-basierender Assay etabliert, der die weiteren biochemischen Analysen vereinfacht. Es ist geplant, in diesen Analysen zwischen Abbau und Denitrierung zu unterscheiden. Detailliertere Untersuchungen sind dem Mechanismus des Verschwindens und den beteiligten Enzymen des Abbaus oder der Denitrierung gewidmet. Weitere Detailuntersuchungen sollen klären, ob die Denitrierung reguliert wird und in welchem Verhältnis dieser Prozess zum Abbau des modifizierten Proteins steht. Einige der Untersuchungen werden sich auf die Nitrierung/Denitrierung des Modellproteins Glutaminsynthetase konzentrieren. Das Ziel dieses Projektes ist es, den Verbleib nitrierter Proteine in Säugerzellen aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Uruguay
• Beteiligte Person: Professor Dr. Rafael Radi