Chemisch-proteomische Strategien zur Aufklärung der Wirkungsweise von Neocarzilin in Krebszellen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Sabine Schneider; Professor Dr. Stephan A. Sieber
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426512676

Naturstoffe binden an eine Vielzahl von Proteinen mit essentiellen Funktionen. Die Aufklärung ihrer zellulären Angriffsziele stellt eine einzigartige Möglichkeit für die Entwicklung von Strategien gegen Krebs dar. Dazu verwenden wir eine chemisch-proteomische Plattform mit der wir Angriffsziele von dem Naturstoff Neocarzilin in lebenden Krebszellen identifizieren möchten. Neocarzilin wurde bereits vor einigen Jahrzenten als potenter Wirkstoff gegen Krebszellen entdeckt, bislang aber kaum funktionell charakterisiert. In ersten Arbeiten haben wir den Naturstoff mit einem Alkinmarker versehen und über das Verfahren der chemischen Proteomanalyse die Angriffsziele in lebenden Zellen untersucht. Interessanterweise zeigten diese Untersuchungen, dass vor allem ein Angriffsziel mit dem Namen vesicle amine transport protein (VAT-1), welches eine wichtige Rolle in der Zellmigration spielt, adressiert wird. Da Neocarzilin auch anti-proliferative Eigenschaften besitzt existieren wahrscheinlich noch weitere, bislang unbekannte Angriffsziele. Um diese zu finden möchten wir innerhalb dieses Forschungsvorhabens eine verbesserte Generation von chemischen Sonden herstellen, die vor allem auch das Stereozentrum des Naturstoffs berücksichtigt, welches in der ersten Generation nicht vorhanden war. Die Aufklärung der Angriffsziele mit dieser Sonde erfolgt mittels einer etablierten massenspektrometrischen Plattform und Proteintreffer werden anschließend über rekombinante Expression sowie Kristallographie eingehender untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt ist der bereits identifizierte Hit VAT-1. Bereits erfolgte Validierungsarbeiten haben gezeigt, dass das Protein eine wichtige Rolle in der Migration von Krebszellen spielt. Allerdings sind weitere chemisch-proteomische Arbeiten notwendig um die zelluläre Funktion dieses schlecht charakterisierten Proteins zu verstehen und das Potenzial für die Behandlung von Krebs zu erkunden. Die hier vorgeschlagenen Arbeiten beinhalten Co-Immunopräzipitation mit oder ohne Naturstoff um die nativen Interaktionspartner zu identifizieren, sowie Cokristallisation und Strukturanalyse um die Bindung zu verstehen bzw. für neue Wirkstoffe zu optimieren. Die Ziele dieses Antrages sind das Gesamtspektrum der Neocarzilin Angriffsziele zu identifizieren, die Wirkungsweise zu verstehen, die Funktion von VAT-1 aufzuklären und verbesserte Derivate mit therapeutischen Potenzial zu finden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen