Enzymologische und strukturbiologische Aufklärung der Funktion des Vitamin K-Zyklus

• Antragsteller: Professor Johannes Oldenburg, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387239457

Im Rahmen eines von der DFG geförderten Forschungsvorhabens haben wir 2004 die Vitamin-K-Epoxid-Reduktase-Komplex Untereinheit 1 (VKORC1) als zentrale Komponente des Vitamin K-Zyklus identifiziert (Rost 2004). In einem seit 2012 von der DFG geförderten Forschungsprojekt konnten wir die Bindungsstelle von Warfarin im VKORC1-Molekül lokalisieren, die strukturellen Änderungen innerhalb dieser Bindungsstelle im VKORC1-Enzym bei Mutationen von Patienten mit Cumarinresistenz identifizieren und die molekularen Ursache der Verminderung aller Vitamin K-abhängigen Gerinnungsfaktoren bei Patienten mit VKCFD2 aufklären. Des Weiteren gelang uns eine detaillierte enzymologische Charakterisierung der humanen VKORC1. Hierzu wurde der in vitro Aktivitätsassay von uns grundlegend verbessert.Das jetzt beantragte Forschungsvorhaben konzentriert sich auf die weitere Charakterisierung der VKORC1 und VKORC1L1, insbesondere die Bindung von Vitamin K und Warfarin und den Mechanismus der Inhibition. Zusätzlich möchten wir auch das zweite entscheidende Enzym des Vitamin K-Zyklus, die gamma-Glutamyl-Carboxylase (GGCX) untersuchen. Dieses Enzym ist verantwortlich für die posttranslationale gamma-Carboxylierung der Vitamin K-abhängigen Proteine. Mutationen in diesem Enzym führen ebenfalls zu einer VKCFD. In einer kürzlich fertiggestellten GGCX knock-out Zelllinie sollen verschiedene Studien zur Funktion und biologischen Bedeutung der GGCX durchgeführt werden. Zusammengenommen können diese Arbeiten wesentlich zum Verständnis des Vitamin K-Stoffwechsels und dessen Bedeutung für die verschiedenen Organsysteme beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Matthias Watzka