Entschlüsselung der beta-Endorphin Regulation und weiterer Peptidhormone durch N-terminal Acetylierung und Deacetylierung

• Antragsteller: Dr. Adrian Drazic
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268428989

Adipositas ist eine von mehreren Stoffwechselerkrankungen, die ein bedeutendes Gesundheitsproblem in der EU und der westlichen Welt in unserer heutigen Zeit darstellt. Die Peptidhormone alpha-MSH und beta-Endorphin sind wichtige Stoffwechsel-Regulatoren für die Steuerung des Appetits, des sexuellen Verhaltens und der Schmerztoleranz. Beide Hormone werden posttranslational über N-terminale Acetylierung reguliert. Heutzutage sind sechs verschieden N-terminale Acetyltransferasen (NAT) bekannt, die ca. 80% aller humanen Proteine cotranslational modifizieren, jedoch ist die Identität von NatX, zuständig für die Acetylierung von alpha-MSH und beta-Endorphin, unbekannt. Die Identifizierung von NatX würde die Rolle der Peptidhormone in Regulation der Adipositas und andere wichtiger physiologischer Prozesse, die durch N-terminale Acetylierung reguliert werden, entschlüsseln. Des Weiteren ist kein Mechanismus für eine mögliche N-terminale Deacetylierung bekannt. Einige Indizien sprechen für die Existenz N-terminaler Deacetylierung und Deacetylasen, vor allem die Tatsache, dass beta-Endorphin, wenn acetyliert, in seiner biologischen inaktiven Form gespeichert wird und zuerst deacetyliert werden muss, damit es aktiviert und freigesetzt werden kann. Weitere kürzlich Untersuchungen haben gezeigt, das N-terminale Acetylierungen dynamisch in Saccharomyces cerevisiae unter verschiedenen Wachstumsbedingungen sind. Hauptziel dieses Projekts ist die Identifizierung von NatX und eine mögliche Existenz N-terminaler Deacetylierung in verschiedenen Lysaten festzustellen. Für dieses Vorhaben werde ich eine Reihe kürzlich entwickelter einzigartiger Bisubstrat-Analoga (Acetyl-Coa gekoppelt an Peptiden) verwenden, oder ich verwende acetylierte Peptide mit Photo-reaktiven Crosslinkern um spezifisch NatX und potentielle N-terminale Deacetylasen zu binden und zu isolieren. Ich werde auch eine globale Peptid-Datenbank mit markierten 100%-acetylierten Peptiden verwenden und diese mit verschiedenen Lysaten behandeln, die eine potentiell erhöhte Deacetylase Aktivität aufweisen könnten. Mit Hilfe von HPLC und Massenspektrometrie werde ich diese Peptide untersuchen und den deacetylierten Anteil analysieren. Diese Peptid-Analogons werden mit den oben erwähnten Lysaten inkubiert und potentielle NDACs gecrosslinked, woraufhin sie im Anschluss isoliert und mit Hilfe der Massenspektrometrie identifiziert werden.Zusammenfassend versprechen diese Experimente unser Verständnis von der N-terminalen Acetylierung und seine regulatorischen Funktion in vielen molekularen und (patho-) physiologischen Prozessen zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Norwegen
• Gastgeber: Professor Dr. Thomas Arnesen