Protein Engineering eines die axonale Regenerierung im ZNS stimulierenden Antikörpers (IN-1) und Struktur-Funktionsanalyse seines Antigens Nogo-A

• Applicant: Professor Arne Skerra, Ph.D.
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 1997 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5380456

Der myelinassoziierte Inhibitor Nogo-A des Nervenfaserwachstums liefert eine der Ursachen für das generelle Ausbleiben axonaler Regeneration im adulten Zentralnervensystem (ZNS) höherer Vertebraten. Im vorangegangenen Förderzeitraum konnte von uns eine lösliche, vermutlich extrazelluläre Domäne dieses auf Oligodendrozyten und im ZNS-Myelin membranständigen Proteins der Ratte funktionell in E. coli hergestellt und charakterisiert werden. Mit dessen Verwendung als rekombinantem 'Antigen' gelang es, das bakteriell produzierte Fab-Fragment des - ursprünglich gegen das native Nogo-A gerichteten - monoklonalen Antikörpers IN-1 (IgM/k) in seiner Affinität wesentlich zu verbessern. Das rekombinante Fab-Fragment neutralisiert die wachstumshemmende Wirkung von Nogo-A nicht nur in Zellkultur, sondern es stimuliert auch die axonale Regeneration nach Läsionen des ZNS in der Ratte. Dieses gut charakterisierte System soll nun als Grundlage dienen, um die Struktur und die weitgehend kryptische biochemische Funktion des Extramembranteils von Nogo-A auf mlekularerer Ebene zu analysieren. Zusätzlich soll das IN-1 Fab-Fragment im Hinblick auf evtl. spätere medizinische Anwendungen 'humanisiert' werden. Geplant ist unter anderem die bakterielle Produktion des homologen menschlichen Nogo-A Fragments und die verbesserte Präparation homogener Proteinproben zum Zweck (a) der funktionellen Optimierung des humanisierten IN-1 Fab-Fragments auf das humane Antigen, (b) der Identifizierung des Rezeptors in (tierischem) Nervengewebe sowie (c) der Röntgen-Strukturanalyse.

• DFG Programme: Research Grants