HOCl-induzierte Lysophospholipidbildung aus Diacyl- und Alkenyl-Acyl-Phospholipiden

• Antragstellerin: Dr. Beate Fuchs
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 112537167

Entzündungsreaktionen spielen bei vielen Erkrankungen eine wichtige Rolle. Auf molekularer Ebene sind Entzündungen durch das Einwandern typischer Entzündungszellen wie z.B. neutrophiler Granulozyten aus der Blutbahn in das entzündete Gewebe charakterisiert. Diese Zellen generieren u.a. reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS) wie z.B. HOCl. Da Phospholipide (PL) in allen biologischen Proben in großen Mengen enthalten sind, ist ihre ROS-induzierte Oxidation ein physiologisch sehr bedeutsamer Prozess. Die Addition von HOCl an die ungesättigten Fettsäurereste des Phosphatidylcholins (PC) führt in mehreren Schritten u.a. zur Bildung von Lysophosphatidylcholin (LPC). Lysophospholipide (LPL), insbesondere aber LPC, werden zunehmend als potentielle Biomarker für Krankheiten diskutiert. Da die gleichen PL bei unterschiedlichen Spezies vorkommen, wären LPL (im Unterschied zu Proteinen) universelle Biomarker. In der letzten Förderperiode wurde vor allem untersucht, inwieweit die Position der Doppelbindungen oder das Vorliegen von cis/trans-Konfigurationsisomeren das Reaktionsverhalten von PL mit HOCl beeinflusst. Ein Schwerpunkt war außerdem das Oxidationsverhalten von Alkenyl-PL (Plasmalogene), da diese Verbindungen besonders oxidationsempfindlich sind. Ein signifikanter Einfluss der Position der Doppelbindung konnte nachgewiesen werden. Bemerkenswert ist, dass die trans-Isomere weniger oxidationsempfindlich sind als die cis-Isomere. Ein weiteres wichtiges Ergebnis war, dass durch Fenton-Reaktion generierte Hydroxyl-Radikale auch zur Bildung von Chlorhydrinen führen, wenn bei physiologischen Salzkonzentrationen gearbeitet wird. Die Gründe für diese Effekte sollen mittels moderner MS- und NMR-Verfahren nun detaillierter untersucht werden, wobei die in vivo-Relevanz der Produkte ein weiterer wichtiger Punkt ist.Neben der Umsetzung freier Fettsäuren sollen auf chemoenzymatischem Wege auch bislang nicht verfügbare Phospholipide synthetisiert und deren Oxidationsverhalten untersucht werden. Neben diesen Experimenten auf Modellebene sollen auch Umsetzungen auf einer höheren Komplexitätsebene erfolgen. Hier interessiert zum einen, ob es zu Reaktionen zwischen Lipidoxidationsprodukten (z.B. Aldehyden, die durch Spaltung einer Doppelbindung entstehen) und anderen abundanten Molekülen (z.B. Proteinen) kommt. Zum anderen werden LPL im Organismus auch unter Einfluss des Enzyms Phospholipase A2 (PLA2) gebildet. Es ist deshalb auch essentiell zu untersuchen, ob oxidierte PL mit gleicher Effizienz von PLA2 umgesetzt werden oder ob es zu einer (partiellen) Inhibierung des Enzyms kommt. Schließlich soll untersucht werden, welche der in vitro nachgewiesenen Oxidationsprodukte auch in Gewebeschnitten, d.h. in einer sehr komplexen biologischen Matrix detektiert werden können. Diese Untersuchungen sollen mittels MALDI-MS-Imaging (in Kooperation mit der Uni Münster) untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Klaus Dreisewerd; Professor Dr. Thomas Weiß