Ein Inositolpyrophosphat Sekundärbotenstoff in Pflanzen und Säugetieren erhebt sich: Funktionen und Interaktome von 4/ 6-PP-InsP5

• Antragsteller: Professor Dr. Henning Jessen
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560443421

Inositolpyrophosphate sind eine wichtige Gruppe von Sekundärbotenstoffen, die eine Vielzahl biologischer Aktivitäten regulieren. Die Anzahl der Phosphatgruppen, die an die 6 Kohlenstoffatome des myo-Inositol-Grundgerüsts gebunden sind, beträgt in der Regel mehr als 7 bei den meisten bekannten Inositolpyrophosphaten. Die Strukturen können als meso-Verbindungen (z.B. 5-PP-InsP5, ein Inositolpyrophosphat mit 7 Phosphaten, bei dem die Diphosphatgruppe am Kohlenstoffatom Nr. 5 positioniert ist) oder als chirale Vertreter, wie 1-PP-InsP5 oder dessen Enantiomer 3-PP-InsP5, existieren. Interessanterweise sind die in der Biologie vorhandenen Kinasen und Phosphatasen isomerspezifisch. Lange Zeit wurde angenommen, dass in Säugetier- und Pflanzensystemen nur 1-PP-InsP5, 5-PP-InsP5 und 1,5-PP2-InsP4 existieren und dass 5-PP-InsP5 das Hauptsignalmolekül ist. Infolgedessen wurden große Anstrengungen unternommen, um die Funktionen von 5-PP-InsP5 in der Biologie abzuleiten, mit beachtlichem Erfolg. Wir haben jedoch kürzlich gezeigt, dass es in vielen Fällen nicht 5-PP-InsP5 ist, das das Hauptisomer darstellt, sondern tatsächlich entweder 4-PP-InsP5 und/oder 6-PP-InsP5, die Enantiomere zueinander sind. Die oben diskutierten Punkte werfen mehrere wichtige Fragen bezüglich des neuen Inositolpyrophosphat-Isomers 4/6-PP-InsP5 auf, die in diesem Antrag diskutiert werden. Kritische Punkte, die in diesem Antrag behandelt werden sind: 1) Synthese neuer Pull-Down-Proben (Photoaffinität und Affigel) für die neuen PP-InsP5-Isomere. 2) Abgrenzung der Interaktome in Pflanzen- und Säugerzellen. 3) Validierung von Bindungspartnern von 4/6-PP-InsP5 und strukturelle Evaluierung. 4) Bestimmung der absoluten Stereochemie des natürlichen Isomers. Diese Ziele können durch eine Kombination aus synthetischer organischer Chemie, analytischer Chemie und Biochemie erreicht werden. Die in diesem Projekt gewonnenen Daten werden neue Forschungsansätze in der Inositolpyrophosphat-Forschung eröffnen. Die im Projekt entworfenen Werkzeuge sowie die gesammelten Daten werden der Gemeinschaft durch Reagenzien- und Datenaustausch zugänglich gemacht. Insgesamt wird diese Forschung unser Verständnis eines neu entdeckten Sekundärbotenstoffes erweitern, der seit 30 Jahren übersehen wurde.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen