Der Einfluss von Häm und Hämabbauprodukten auf Peptide und Proteine

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Diana Imhof; Dr. Oliver Ohlenschläger
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie ; Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198096916

Häm ist zunehmend als essentielles Effektormolekül in biologischen Prozessen akzeptiert, wobei es entweder permanent oder temporär an eine Vielzahl von Proteinen gebunden ist. Die Interaktionen zwischen Häm und Proteinen werden dabei über Häm-Bindemotive oder Hämregulatorische Motive vermittelt. Um diese Motive funktionell und strukturell bezüglich ihrer Häm- Bindekapazität und des zugrundeliegenden Bindungsmodus zu charakterisieren, untersuchen wir in erster Näherung Häm-Peptid-Komplexe. Die verwendeten Peptide sind dafür entweder aus dem Screening einer kombinatorischen Peptidbibliothek oder von Literatur-bekannten Hämbindenden Sequenzen abgeleitet. Verschiedenste spektroskopische Methoden (UV/Vis, Raman, EPR, CD, NMR) erlauben es anschließend, geeignete Häm-Protein-Komplexe in gleicher Weise zu studieren. Dieses Anliegen erfordert die Etablierung anwendbarer Testsysteme für Proteine, die uns eine Untersuchung dahingehend erlauben festzustellen, ob die jeweilige Proteinfunktion durch das Hämmolekül beeinträchtigt ist. Darüber hinaus wird überprüft, inwiefern die Erkenntnisse zur Hämbindung von Peptiden auf Proteine übertragen werden können. Neben Häm selbst besitzen auch die durch dessen Abbau gebildeten Hämabbauprodukte (HDP) großes Potential, Peptide und Proteine nach Assoziation strukturell und funktionell zu beeinflussen. Diese Studie wird die essentiellen Determinanten auf Seite der Proteine herausstellen, die für die HDP-Interaktionen verantwortlich sind und konformationelle sowie funktionelle Veränderungen hervorrufen. Die Informationen aus beiden Ansätzen bilden die wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung eines geeigneten Häm- bzw. HDP-Detektionssystems. Ein solches System ermöglicht es, ein diagnostisches Werkzeug für das Monitoring von erhöhten Häm- und HDP-Konzentrationen zu entwickeln, die beispielsweise in pathophysiologischen Zuständen wie zerebralem Vasospasmus und anderen Krankheiten auftreten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1738: Häm und Häm-Abbauprodukte: Alternative Funktionen und Signalmechanismen