Dynamische Eigenschaften von Allotypen der MHC-Klasse II

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Freund
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389623510

Proteine des Major Histocompatiblity Complex (MHC) kommen in der menschlichen Bevölkerung gesehen in vielen hunderten verschiedenen Varianten vor. Dieser Polymorphismus des MHC Gen-Lokus und die Expression der entsprechenden Proteine hat dabei zur Folge, dass die Immun-Peptidome einzelner Individuen verschieden sind, und somit auch unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten für die Präsentation bestimmter Pathogen-assoziierter, Autoimmun-relevanter oder Tumor-assoziiertrn Antigenen existieren. Für das Verständnis gewünschter und unerwünschter T-Zell-vermittelter Immunreaktionen ist es daher essentiell, die kritischen Schritte der Peptid-Selektion zu kennen. Zentral für ein Verständnis der Antigen-Präsentation durch MHC-Klasse II Moleküle ist dabei die HLA-DM-katalysierte Austauschreaktion, bei der in endosomalen Vesikeln das Platzhalter-Peptid CLIP ((class II associated invariant chain peptide) durch hochaffine Peptide ersetzt wird. Dabei können die großen Unterschiede der Austauschraten einzelner allelischer Varianten (Allotypen) nicht durch die statischen, durch Röntgenstrukturanalyse gelösten, Strukturen erklärt werden. Vielmehr bedarf es eines Ansatzes, der die wesentlichen dynamischen Eigenschaften der MHCII-Peptid-Komplexe erfasst. In dem hier vorgelegten Antrag wollen wir zunächst (i) die Allotypen identifizieren, die wesentliche Unterschiede in der HLA-DM-katalysierten Austausch-Reaktion aufweisen, (ii) die dynamischen Eigenschaften dieser MHCII-Allel-Varianten mittels NMR-Spektroskopie untersuchen und (iii) die enzymatischen Parameter des HLA-DM-katalysierten Austauschreaktion bestimmen. Ziel dieses Teils ist es, die Allotyp-spezifischen Aminosäuren und molekularen Intermediate zu definieren, die für das unterschiedliche Peptid-Austauschverhalten verantwortlich sind. In einem zunächst unabhängigem Teil soll das zelluläre Peptidom (iv) der in Teil 1 untersuchten MHCII-Peptid Varianten und (v) von Tumor-Zelllinien untersucht werden. Am Ende sollen die molekular-mechanistischen und zellulären Ergebnisse verglichen werden um den Einfluss der MHCII-Dynamik auf die zelluläre Antigen-Präsentation zu definieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen