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Projekt
Etablierung von Methoden zur Assemblierung multipler Peptidfragmente durch Sortase-vermittelte Ligation für die Untersuchung von T-Zell-Selektivitäten
Antragsteller
Professor Dr. Christian Freund; Professor Dr. Dirk Schwarzer
Fachliche Zuordnung
Biologische und Biomimetische Chemie
Förderung
Förderung von 2015 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283011643
Die bakterielle Transpeptidase Sortase A ist ein etabliertes Werkzeug für die chemoselektive Ligation von Peptiden mit Proteinen oder synthetischen Sondenmolekülen. Bei der Katalyse spaltet die Sortase ein sogenanntes Sorting-Motiv, bestehend aus den Aminosäuren LPxTG oder LPxTA nach dem Threonin-Rest unter gleichzeitiger Ausbildung eines Sortase-gebundenen Thioesters. Bei dem Deacylierungschritt wird der Thioester mit dem N-terminalen Glycinrest eines weiteren Peptides ligiert, das als Nukleophil dient. Auch wenn die Sortase A aus S. aureus in der Biochemie und chemischen Biologie breite Anwendung findet, bleibt die Ligation mehrerer Fragmente ein ungelöstes Problem, was darin begründet ist, dass die Sortase alle Sorting-Motive und Nukleophile erkennt und dadurch mit der Zahl der Peptide zunehmend ungewünschte Umordnungen und Polymerisationen der Fragmente katalysiert. Wir planen diese Probleme mit Hilfe schaltbarer Ligationsstellen zu lösen, die darauf beruhen sollen ein Sorting-Motiv und/oder ein Nukleophil entweder in einem inaktiven eingeschalteten Zustand, indem diese von der Sortase erkannt werden oder einem gegensätzlichen ausgeschalteten-Zustand in Peptide einzubauen. Durch einfache chemische Manipulation sollen die Zustände umgeschaltet und somit die Ligation vieler Fragmente ermöglicht werden. Gleichzeitig planen wir die gerichtete Evolution von Sortasen mit dem Ziel diese (a) spezifisch für die schaltbaren Ligationsstellen zu machen und (b) neue Sortasen mit orthogonaler Substratselektivität zu erzeugen. Wir wollen diese neuen Methoden für die Herstellung maßgeschneiderter Werkzeuge für die Immunologie mit Fokus auf die T-Zell-Aktivierung verwenden. Tetramere antigener Peptide, die mit biophysikalischen Sonden ausgestattet sind, sollen mit diesen Techniken hergestellt werden. Die Avidität solcher Antigen-Tetramere soll weiterhin genutzt werden, um diese mittels orthogonaler Sortase-Ligation mit MHCII-Komplexen und T-Zellrezeptoren zu verknüpfen. Der Anwendungsbereich dieser Werkzeuge liegt in der Untersuchung der T-Zell-Aktivierung und auch in der Identifikation von seltenen T-Zellpopulationen in Modellen für Infektions- oder Autoimmunerkrankungen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
