Entdeckung und Charakterisierung von molekularen Schnittstellen des FXIII-Fibrinogen-Komplexes durch die Integrative Hybrid Approach

• Antragstellerin: Dr. Sneha Singh
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Strukturbiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457324851

Die intrinsischen und extrinsischen Gerinnungswege konvergieren schließlich zu einem gemeinsamen Weg, bei dem die Plasmatransglutaminase Faktor XIII (FXIII) eine wichtige Rolle spielt und zur kovalenten Vernetzung von bereits gebildeten Fibringerinnseln beiträgt, was ihnen mechanische Festigkeit verleiht. Ein Blutgerinnsel ist eine massive Masse von Fibrinfasern, die durch die Ausfällung von Blutplättchen, Erythrozyten, Komplement und Entzündungskomponenten zu einer kondensierten Materialmasse wird, die durch Klumpenbildung und Wundheilung infolge einer aktivierten Entzündung zur Blutstillung beiträgt. Der Gerinnungsfaktor XIII ist nicht nur für die Verdichtung dieser Fibrinmasse verantwortlich, sondern bindet aufgrund seiner Transglutaminase-Aktivität auch verschiedene Plasmabestandteile an das Gerinnsel. Eine Gesamtbetrachtung dieser Moleküle, ihrer Rolle und ihres Verhaltens im Plasma zeigt, dass Fibrinogen, der Vorläufer von Fibrin, als direktes Effektorprotein für die Gerinnselbildung fungiert, während FXIII dessen direkte Modifikatorfunktion übernimmt. Im Plasma besteht eine Wechselwirkung zwischen dem zymogenen FXIII und Fibrinogen, wobei die genauen Positionen, Reste, Bindungsstellen und die effektive Stärke dieser Wechselwirkung unbekannt sind. Da diese Zymogene im Plasma reichlich vorhanden sind, gibt es Berichte, die auf ihre direkte Bindung an Serumalbumin hinweisen, was wahrscheinlich für ihre Langlebigkeit im Plasma verantwortlich ist. In dem vorliegenden Antrag, der eine Erweiterung meines letzten DFG-Stipendiums darstellt, möchte ich versuchen, die Interaktionsschnittstellen zwischen FXIII und Fibrinogen in ihren nativen zymogenen Zuständen, wie sie im Plasma vorkommen, zu charakterisieren. Dies wird bei der strukturellen Bewertung des FXIII-Fibrinogen-Komplexes helfen. Als Teil des Vorschlags würde ich auch versuchen, die Struktur des nativen Faktor XIII-A2B2-Komplexes aufzulösen, der in den Proteindatenbanken noch nicht vollständig verfügbar ist, was mir auch teilweise gelungen ist. Das Verständnis des strukturellen Interaktionsverhaltens dieser Proteine im Plasma würde Einblicke in die Aktivierungsmodi der beiden Proteine geben, die bei Verletzungen aktives Fibrin und FXIII-A2 für ihre Wirkung freisetzen. Durch strukturelle Untersuchungen könnten Oberflächenflecken in beiden Molekülen aufgedeckt werden, die als Interaktionsschnittstellen fungieren. Die Kartierung von unzureichend erforschten Koagulopathien im Zusammenhang mit FXIII und Fibrinogen wird uns helfen, diese zu verstehen und somit die Behandlung und Pflege zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Privatdozent Arijit Biswas, Ph.D.