Lokalisation der katalytischen Aktivität pharmazeutisch relevanter Einzelmokeküle in lebenden Zellen

• Applicant: Professor Dr. Daniel Rauh
• Subject Area: Pharmacy
• Term: from 2004 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5421915

Das Verständnis von Selektivität und Spezifität bei Protein-Protein- und Protein-Ligand-Wechselwirkungen in vivo stellt eine wichtige Herausforderung für die erfolgreiche Entwicklung neuer Therapeutika dar. Daher ist das Ziel dieses Forschungsprojektes die Lokalisation und selektive Inaktivierung von Vertretern der pathophysiologisch wichtigen Gruppe der Proteinkinasen in lebenden Zellen. Mit diesem Prinzip ließen sich z.B. in Tumorzellen oder in Zellen des Immunsystems einzelne Kinasen während unterschiedlicher Differenzierungsstadien der Zelle gezielt ausschalten und die Reaktion der Zelle genau charakterisieren. Ein für das Vorhaben gezielt entwickelter Kinase-Inhibitor soll dazu über eine aromatische DialdehydStruktur mit der Ziel-Kinase zu einem fluoreszierenden Inhibitor-Kinase-Komplex kovalenten reagieren. Um die Spezifität des Inhibitors gegenüber der Ziel-Kinase zusätzlich zu erhöhen, soll die Adenosintriphosphat-Bindetasche der Kinase durch Mutation für den Inhibitor optimiert werden, ohne dabei die biologische Aktivität der Kinase zu beeinträchtigen. Die so über einen selektiven Inhibitor fluoreszenzmarkierte Kinase ließe sich im biologischen System detektieren und während einer ausgelösten Signalkaskade bezüglich ihrer Translokation, z.B. vom Zytoplasma zum Nukleus, im Fluoreszenzmikroskop verfolgen und würde dazu beitragen, zelluläre Transduktionswege zu erforschen. Als Modell-Kinase soll die bei der Antigenstimulation von T-Zellen eine essentielle Rolle spielende Tyrosin-Kinase Fyn dienen. Die angestrebten Einzelmolekülexperimente sollen eine direkte Messung der Verteilung sowie der dynamischen Fluktuation einer molekularen Spezies erlauben und Informationen liefern, die sonst durch die Mittelung des Ensembles verborgen blieben. Dieser neuartige Ansatz ist geeignet entscheidende Fortschritte zu liefern, die zellulären Vorgänge im Detail zu verstehen und Grundlagen für die Entwicklung neuer Therapeutika zu schaffen.

• DFG Programme: Research Fellowships