Humboldt-Universität zu Berlin

Forschungsbericht 1993

INSTITUT FÜR BIOCHEMIE

Sitz: Hessische Str. 3-4, 10115 Berlin Tel.: 030-2868-223

- 90.0300.01 -
Erarbeitung eines Modellsystems zur gezielten Veränderung der Antigen-Bindungseigenschaften von Antikörpern am Beispiel des anti-HIV p24 Antikörpers MAB411
Das Forschungsvorhaben beschäftigte sich mit der Ausarbeitung eines Modellsystems zur gezielten Veränderung der Antigen-Bindungseigenschaften von Antikörpern. Dieses geschieht mit Hilfe von Peptiden, die Sequenzen der hypervariablen Domänen eines anti-HIV p24 Antikörpers enthalten und das p24 Antigen spezifisch binden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen dazu sollen dienen, die hypervariablen Regionen dieses Antikörpers daraufhin gezielt zu mutieren, um auf diese Weise die Affinität des Antikörpers zum Antigen zu erhöhen. Die variablen Regionen der leichten und schweren Kette des betreffenden Antikörpers sind zu sequenzieren und ein Strukturmodell zu erstellen.
Schlagworte:
Antikörper-Antigen-Wechselw.; Capsidprotein, Virales; HIV; Protein-Engineering; Single-chain-Fv-Fragment; Peptid-Antigen;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Wolfgang Höhne; Dr. Jens Schneider-Mergener;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Karsten Winkler; Dr. Gabriele Küttner; Dr. Christa Scholz; Dr. Gert Hausdorf;
Laufzeit
01/1992 - 12/1993
Publikationen
  • Küttner, G., Gießmann, E., Niemann, B., Winkler, K., Grunow, R., Hinkula, J., Rosen, J., Wahren, B., v.Baehr, R.: Molecular Immunology 29 (1992), 561-564
  • Höhne, W.E., Küttner, G., Kießig, S., Hausdorf, G., Grunow, R., Winkler, K., Wessner, H., Gießmann, E., Stigler, R., Schneider, J., v.Baehr, R., Schomburg, D.: Molecular Immunology 30 (1993), 1213-1221

- 90.0300.02 -
Raumstrukturanalyse von antigenbindenden Antikörperfragmenten unter Verwendung von Synchrotronstrahlung
Das Forschungsvorhaben befaßt sich mit der Röntgenkristallstrukturanalyse von Antikörperfragmenten (Fab, scFv) im Komplex mit Antigenen, speziell linearen Peptidepitopen des Capsidproteins p24 von HIV und mit komplettem p24. Ziel der Untersuchungen ist es, ein computergestütztes Strukturmodell des Komplexes der Fv-Region des MAB CB 4-1 mit einem linearen, 11 Aminosäurereste umfassenden Peptidepitop zu verifizieren. Die Arbeit soll einen Beitrag liefern zur Beschreibung der molekularen Grundlagen der Spezifität und Affinität von gegen Proteine gerichteten Antikörpern.
Schlagworte:
Röntgenkristallstrukturanalyse; Fab Fragment; Antikörper-Peptid-Komplexe; HIV Epitope;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Wolfgang Höhne;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Thomas Keitel; Dr. Michael Hennig; Dr. Sabine Pfeffer; Dr. Gert Hausdorf;
Laufzeit
10/1991 - 03/1995
Publikationen
  • Pfeffer, S., Dauter, Z., Wessner, H., Höhne, W.: Crystallization and X-ray characterization of a fab/peptide antigen complex of mAb 411 against p24 of HIV. Proteins 16 (1993), 437-439


- 90.0300.03 -
Kristallisation und Röntgenkristallstrukturanalyse des pflanzlichen
Samenproteins Panonin
Das Protein Panonin aus Vica panonica wird den Samenspeicherproteinen zugeordnet, speziell der Gruppe Narbonin-ähnlicher 2S-Proteine. Die physiologische Funktion dieser Proteine beim Keimungsprozeß ist noch weitgehend ungeklärt. Ein Vergleich der Strukturen von Panonin mit der von Narbonin aus Vicia narbonensis soll die Auffindung einer möglichen enzymatischen Funktion unterstützen. Die Struktur des Panonin wird über Röntgenkristallstrukturanalyse dadurch ermittelt, daß das Phasenproblem durch molekularen Ersatz auf der Grundlage der in Arbeit befindlichen, hochaufgelösten Raumstruktur von Narbonin gelöst wird.
Schlagworte:
Panonin; Samenproteine, Pflanzliche; Röntgenkristallstrukturanalyse; TIM-barrel Struktur;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Wolfgang Höhne;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Marcus Gast; Dr. Michael Hennig; Dr. Gerd Hansen;
Laufzeit
01/1993 - 12/1994
Publikationen
  • Hennig, M., Schlesier, B., Dauter, Z., Pfeffer, S., Betzel, C., Höhne, W., Wilson, K.: A TIM barrel protein without enzymatic activity? Crystal structure of narbonin at 1.8 A resolution. FEBS Letters 306 (1992), 80-84


- 90.0300.04 -
Darstellung tumorspezifischer, Tc-bindender Proteine
Das Forschungsvorhaben befaßt sich mit der Modellierung und gentechnischen bzw. peptidsynthetischen Konstruktion von tumorgerichteten, antikörperanalogen Proteinen mit gleichzeitig Tc-komplexierenden Eigenschaften. Ausgehend von einem murinen anti-CEA single-chain Fv-Fragment werden zwei Wege beschritten: 1. die Verlängerung der Polypeptidkette um ein aus einem geeigneten Screening-System abgeleiteten Peptid mit Tc-Bindungseigenschaften, 2. das computergestützte Design eines Tc-Bindungsortes in nicht mit dem Antigen wechselwirkenden Strukturbereichen des anti-CEA scFv-Fragments. Zudem sollen durch Screening synthetischer Peptidbibliotheken CEA-bindende Peptide ermittelt und hinsichtlich Affinität und Spezifität optimiert werden. Die Testung erfolgt an Zellkulturen und am Ganztier.
Schlagworte:
Anti-CEA Antikörper; Tc-Bindung; scFv-Fragmente; Antikörper-engineering;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Wolfgang Höhne; Dr. Jens Schneider-Mergener;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Clemens Lill; Reinhard Malin; Sabine Koch; Achim Kramer; Dr. Rolf Stigler; Dr. Gabriele Küttner; Dr. Gert Hausdorf; Leszek Rychlewski;
Laufzeit
08/1992 - 07/1995

- 90.0300.06 -
Die Rolle des Proteasoms bei der Prozessierung von MHC Klasse I Antigenen
Das Proteasom ist ein hochmolekularer, intrazellulärer Proteinasekomplex, der mehrere aktive Zentren mit Trypsin-und Chymotrypsin-ähnlichen Spaltaktivitäten besitzt. Eine der zellulären Funktionen des Proteasoms ist das Prozessieren viraler Antigene und zellulärer Proteine, die von MHC-Klasse I Molekülen an der Zelloberfläche präsentiert werden. Mit Hilfe molekularer und biochemischer Methoden werden in diesem Projekt die Komponenten charakterisert, die die proteolytischen Eigenschaften des Proteasoms regulieren. Die Experimente mit viralen Modellsubstraten zeigen, daß Induktion von Zellen mit Interferon gamma zu einer Veränderung der Spaltstellenpräferenz des Proteasoms führt. Das bedeutet, daß nach viraler Infektion und Cytokinstimulation ein veränderter Peptidpool in der Zelle aufgebaut wird.
Schlagworte:
Proteasom; MHC Klasse I; Antigenprozessierung;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Peter M. Kloetzel;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. S. Frentzel; Dr. G. Gröttrup; G. Schmidtke;
Laufzeit
1992 - 1994
Publikationen
  • V. Ortiz-Navarette, A. Seelig, M. Gernold, S. Frentzel, P.-M.Kloetzel and G. J. Hämmerling. Nature 353, 1991, 662-664
  • S. Frentzel, U. Gräf, G. J. Hämmerling and P.-M. Kloetzel. FEB S Lett. 302, 1992, 121-125
  • S. Frentzel, I. Kuhn-Hartmann, M. Gernold, P. Gött and A. Seelig, P.-M. Kloetzel, Eur.J. Biochem 216, 1993, 129-126


- 90.0300.07 -
Analyse der Prozessierung von Proteasom-Proproteinen und der Assemblierung des 20S Proteasoms
Das Proteasom ist ein aus vier Ringen mit 7facher Symmetrie bestehender zylinderförmiger Enzymkomplex, der von Proteinuntereinheiten des alpha- und beta-Typs gebildet wird. Die sieben unterschiedlichen alpha-Untereinheiten mit jeweils drei sehr konservierten Domänen bilden die beiden äußeren Ringe. Die inneren Ringe werden von den beta Untereinheiten gebildet, die als Proproteine synthetisiert werden. In diesem Projekt wird untersucht, welche Proteindomänen für die Assemblierung des Proteasoms essentiell sind, wie das Proproteinprozessieren reguliert und das Proteasom assembliert wird. Die Experimente zeigen, daß die Proteasomassemblierung über zwei distinkte Vorläuferkomplexe abläuft, daß Proproteine in diesen Vorläuferkomplexen prozessiert werden und die alpha box I essentiell für des Einbau von alpha Untereinheiten ist.
Schlagworte:
Proteasom; Assemblierung;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Peter M. Kloetzel;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. S. Frentzle; Dr. R. Stohwasser; I. Becker;
Laufzeit
1991 - 1994

- 90.0300.08 -
Die genomische Organisation von Proteasomgenen
Die Beobachtung, daß in der Regel keine freien proteasomalen Proteine in der Zelle nachgewiesen werden können, ließ vermuten, daß die verschiedenen Proteasomgene einer gemeinsamen Regulation unterliegen. Zur Beantwortung der Frage, ob die gemeinsame Regulation auf der Transkriptionsebene erfolgt, wurden mit Hilfe entsprechender cDNAs genomische Proteasomklone isoliert und in Bezug auf ihre Organisation und ihre Promotorregion analysiert. Proteasomgene werden durch mehrere Introns unterbrochen. Trotz der Konserviertheit der Gene befinden sich die verschiedenen Introns nicht an analogen Positionen innerhalb der kodierenden Region. Es existiert kein Hinweis auf alternatives Splicing. Eine TATA-Box wurde nicht nachgewiesen. Die Analysen ergaben keine Hinweise auf gemeinsame proteasomspezifische Kontrollelemente.
Schlagworte:
Proteasom; Organisation, Genomische; Proteasomgene;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Peter M. Kloetzel;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. R. Stohwasser; A. Soza;
Laufzeit
1992 - 1994
Publikationen
  • S. Frentzel, M. Troxell, C. Haass, B. Pesold-Hurt, K. H. Glätzer and P.-M. Kloetzel. Eur. J. Biochem. 205, 1992, 1043-1051.
  • A. Seelig, G. Multhaup, K. Beyreuther, B. Pesold-Hurt and P.-M. Kloetzel. J. Biol. Chem. 268, 1993, 25561-25567.


- 90.0300.09 -
Lipoxygenase Translationsregulation
Schwerpunkt des Projektes sind molekulargenetische Grundlagenuntersuchungen zur Bedeutung posttranskriptioneller Regulationsvorgänge während der erythroiden Differenzierung und Reifung am Beispiel der Synthese der 15-Lipoxygenase aus Retikulozyten. Das Enzym ist am reifungsbedingten Membranabbau während der Entwicklung der roten Blutzelle beteiligt. Proteinsequenz und Genstruktur wurden von uns vollständig aufgeklärt. Weitere Arbeiten konzentrieren sich auf die Untersuchung der translationsinaktiven Form der Lipoxygenase mRNA bei der Kontrolle der Synthese des Enzyms. Ziel sind Auffindung und Aufklärung von Struktur und Wirkung regulativer mRNA bindender Proteine.
Schlagworte:
Blutzelle, Rote; Zellentwicklung; Translationsregulation; mRNA-Struktur; Genorganisation; Lipoxygenasen;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Bernd-Joachim Thiele;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Dirk Ostareck; Antje Ostareck-Lederer;
Laufzeit
07/1991 - 11/1993
Publikationen
  • H.Kühn, B.J.Thiele, A.Ostareck-Lederer, H.Stender, H.Suzuki, T.Yoshimoto and S.Yamamoto: Biochim.Biophys.Acta 1168, 73-78 (1993)


- 90.0300.10 -
PK-L-Gen Mutationen des Menschen
Der erythrozytäre Pyruvat-Kinase Defekt ist eine der häufigsten Ursachen für genetisch bedingte hämolytische Anämien. Schwerpunkt des Projektes ist die Aufklärung der genetischen Ursachen dieser auf dem DNA-Niveau international bisher kaum untersuchten Enzymopathie durch direkte genomische Sequenzierung von PCR-Fragmenten aus Patienten-DNA, sowie die Etablierung der genomischen Diagnostik in den betroffenen Familien. Über die Suche nach den genetischen Ursachen des PK-Defektes soll im Rahmen des Projektes die Aufklärung der bisher unbekannten Gesamtsequenz des menschlichen PK-Genes erfolgen (Introns, Suche nach polymorphen Markern für populationsgenetische Studien).
Schlagworte:
Humangenetik; Genmutation; Pyruvatkinase; Blutzelle, Rote; Sequenzierung; Diagnostik, Genomische;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Bernd-Joachim Thiele; Prof. Dr. Gisela Jacobasch;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Claudia Lenzner; Dr. Peter Nürnberg; Dr. Andre Reis;
Laufzeit
10/1992 - 10/1994
Publikationen
  • G. Jacobasch et al.: Z.med.lab.diagn. 32, 176, 1991
  • C. Lenzner et al.: Med. Genetik 5, 147, 1993



- 90.0300.12 -
Molekulare Mechanismen der Atherosklerose.
Oxidative Modifizierung von Lipoproteinen durch Lipoxygenasen.
15-Lipoxygenasen werden in atherosklerotischen Lesionen beim Kaninchen und beim Menschen expremiert, während sie in normalen Arterien nicht nachweisbar sind. Es wurde postuliert, daß diese Enzyme an der oxidativen Modifizierung von LDL in seine atherogene Form beteiligt sind. Wir untersuchten die in vitro Wechselwirkung von gereinigten Lipoxygenasen (Kaninchen, Schwein, Mensch) mit humanen Lipoproteinen und stellten fest, daß 15-Lipoxygenasen und ein bestimmter Typ von 12-Lipoxygenasen zur oxidativen Modifizierung von Lipoproteinen fähig sind. Durch HPLC-Analytik des Musters an Oxidationsprodukten wurde gezeigt, daß während der Reaktion spezifische Hydroperoxyfettsäuren gebildet werden, die hauptsächlich in den Esterlipiden (Phospholipide, Cholesterolester) der Lipoproteine lokalisiert sind.
Schlagworte:
Atherosklerose; low density lipoprotein; Lipidperoxidation; Radikale; HPLC; Lipoxygenasen;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Hartmut Kühn;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Jutta Belkner; Dr. Rainer Wiesner; Jörg Rathman;
Laufzeit
07/1991 - 07/1993
Publikationen
  • J. Belkner, R. Wiesner, H. Kühn, V.Z. Lankin. FEBS lett. 279, 110-114. 1991
  • J. Belkner, R. Wiesner, H. Kühn. Agents and Actions 37, 78-84. 1992
  • J.Belkner, R. Wiesner, J. Rathman, J. Barnett, E. Sigal, H. Kühn. Eur. J. Biochem. 231, 215-261. 1993


- 90.0300.13 -
Expression der 15-Lipoxygenase in menschlichen Monozyten und in rekombinanten Systemen
Periphere menschliche Monozyten expremieren keine 15-Lipoxygenase. Nach Kultivierung dieser Zellen in Gegenwart von Interleukin 4 (IL4) wird die Expression des Enzyms angeschaltet. Dabei kommt es zum Auftreten des aktiven Enzyms und der mRNA, so daß eine transkriptionelle Regulation vermutet werden kann. Unter den mehr als 20 getesteten Zytokinen erwies sich nur das IL4 in Konzentrationen von 50-500 pM als Lipoxygenaseinduktor. Die 15-Lipoxygenasen des Kaninchens und des Menschen wurden in geeigneten rekombinanten Systemen (E. coli, Baculovirus-Insektenzellen) expremiert, die Enzyme wurden gereinigt und hinsichtlich ihrer enzymatischen und proteinchemischen Eigenschaften charakterisiert. Dabei wurde eine gute Übereinstimmung mit den nativen Enzymspezies festgestellt.
Schlagworte:
Monozyten; Interleukine; Entzündungsreaktion; Baculovirusexpression; Proteinreinigung; Lipoxygenasen;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Hartmut Kühn;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Bernd Thiele; Antje Ostareck-Lederer;
Laufzeit
03/1992 - 12/1993
Publikationen
  • 1. D.J. Conrad, H. Kühn, M. Mulkins, E. Highland, E. Sigal (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 217-221.
  • 2. H. Kühn, B.J. Thiele, A. Ostareck-Lederer, H. Stender, H. Suzuki, T. Yoshimoto, S. Yamamoto (1993) Biochim. Bipophys. Acta 1168, 73-78.
  • 3. H. Kühn, J. Barnett, D. Grunberger, P. Baecker, J. Chow, B. Nguyen, H. Bursztyn-Pettegrew, H. Chang, E. Sigal (1993) Biochim. Biophys. Acta 1169, 80-89.



- 90.0300.14 -
Untersuchungen zum Mechanismus der Lipoxygenasereaktion
Lipoxygenasen katalysieren die stereospezifische Oxygenierung mehrfach ungesättigter Fettsäuren. Weiterhin sind diese Enzyme jedoch auch in der Lage, Hydroperoxyfettsäuren, d.h. ihre eigenen Oxygenierungsprodukte, weiter zu verstoffwechseln. Dieser Abbau ist gekennzeichnet durch die Bildung freier Radikale und stellt damit einen potentiell zellschädigenden Mechanismus dar. Im vorliegenden Forschungsprojekt wurden der Mechanismus der Oxygenasereaktion mit Polyenfettsäuren und anderen Substraten (oxygenierte Polyenfettsäuren, Ketofettsäuren) untersucht und ein Modell für die molekularen Grundlagen der Positionsspezifität von Lipoxygenasen, welches kürzlich durch ortsgerichtete Mutagenese von Lipoxygenasen bestätigt worden ist, entwickelt.
Schlagworte:
Lipoxygenasen; Fettsäureoxidation; Produktspezifität; HPLC; Enantiomeranalytik; Radikale;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Hartmut Kühn; Prof. Dr. Tankred Schewe;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Dagmar Heydeck; Dr. Rainer Wiesner; Dugeryin Regdel; Tatyana Shkarina;
Laufzeit
05/1991 - 05/1993
Publikationen
  • 1. H. Kühn, D. Heydeck, T. Schewe (1991) Biochim. Biophys. Acta 1081, 129-134.
  • 2. D. Heydeck, R. Wiesner, H. Kühn, T. Schewe (1991) Biomed. Biochim. Acta 50, 11-15.
  • 3. T.N. Shkarina, H. Kühn, T. Schewe (1992) Lipids 27, 690-693.
  • 4. D. Regdel, H. Kühn, T. Schewe (1993) Biochim. Biophys. Acta 1210, 2 97-302.


- 90.0300.15 -
Identifikation von Homologien in Sekretionskomponenten von Säugern,
Hefen und Bakterien
Identifizierung von Säugerhomologen des Proteins sec61p aus Saccharomyces cerevis. Suche nach Homologen der im Säuger gefundenen Translokationskomponenten TRAP und TRAM. Untersuchungen zur Synthese und Lokalisation dieser Eiweiße sowie zu ihrer Funktion beim Transport der Proteine durch die ER-Membran.
Schlagworte:
Proteintransport; Translokation; Retikulum, Endoplasmatisches; Sekretion; Membranproteine;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Siegfried Prehn;
Laufzeit
02/1992 - 02/1995
Publikationen
  • Rapoport, T.A., Görlich, D., Müsch, A., Hartmann, E., Prehn, S., Wiedmann, M., Otto, A., Kostka S. and Kraft, R., Components and Mechanism of Protein Translocation Across the ER Membrane, Antonie van Leeuwenhoek 61, 119-122 (1992)
  • Görlich, D., Hartmann, E., Prehn, S. and Rapoport, T.A.: Nature 357, 47-52 (1992)
  • Görlich, D., Prehn, S., Hartmann, E., Kalies, K.-U. and Rapoport, T.A.: A Mammalian homolog of Sec61p and SecYp is associated with ribosomes and nascent polypeptides during translocation Cell 71, 489-503 (1992)


- 90.0300.16 -
Charakterisierung des Protein-transportierenden Tunnels in der Membran des endoplasmatischen Retikulums
Identifikation weiterer Komponenten des Protein-transportierenden Kanals in der ER-Membran, Abklärung ihrer Funktion und Rekonstruktion wenigstens von Teilreaktionen des Translokationsprozesses in Proteoliposomen. Charakterisierung der molekularen Umgebung der translozierenden Kette.
Schlagworte:
Proteintranslokation; Retikulum, Endoplasmatisches; Proteintunnel; Membrantransport;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Siegfried Prehn;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Barbara Reiman; Dr. Iris Rapoport;
Laufzeit
06/1993 - 05/1996
Publikationen
  • Hartmann, E., Rapoport, T.A. and Prehn, S.: Signal-sequence identi fied [Letter], Nature 358, 198 (1992)
  • High, S., Martoglio, B., Görlich, D., Andersen, S.S.L., Ashford,A.J. Giner, A., Hartmann, E., Prehn, S., Rapoport, T.A., Dobberstein,B. and Brunner, J.:J.Biol.Chem. 268, 26745-26751 (1993)
  • High, H., Andersen, S.S.L., Görlich, D., Hartmann, E., Prehn, S., Rapoport, T.A., Dobberstein, B.: J.Cell.Biol. 121, 743-750 (1993)
  • Hartmann, E., Görlich, D., Kostka, S., Otto, A., Kraft, R., Knespel, S., Bürger, E., Rapoport, T.A. and Prehn, S.: Eur.J.Biochem. 214, 375-381 (1993)


- 90.0300.17 -
15-Lipoxygenase: Wechselwirkung mit Biomembranen
Die Reaktion der reinen 15-Lipoxygenase aus Kaninchenretikulozyten mit submitochondrialen Partikeln aus Rinderherz sowie Erythrozytenmembranen wurde hinsichtlich der Stöchiometrie von Sauerstoffverbrauch, Polyenfettsäureschwund und Bildung oxygenierter Polyenfettsäuren untersucht. Bei submitochondrialen Partikeln tritt ein überschüssiger Sauerstoffverbrauch auf, der auf eine Kooxidation von Membranproteine zurückzuführen ist. Dieser überschüssiger Sauerstoffverbrauch setzt die Gegenwart von Ubichinon voraus und verläuft unter intermediärer Bildung von Hydroxylradikalen. Die bekannten Antioxidantien BHT und Probucol stimulieren überraschenderweise die Reaktionen der 15-Lipoxygenase mit Biomembranen.
Schlagworte:
Polyenfettsäurestoffwechsel; Eicosanoidstoffwechsel; Lipoxygenasen; Ubichinon; Mitochondrienabbau,Zellreifg.; Lipidperoxidation;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Tankred Schewe; Dr. Hartmut Kühn;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Kerstin Schnurr; Martina Hellwing;
Laufzeit
03/1991 - 12/1993
Publikationen
  • T. Schewe, H. Kühn: Trends Biochem Sci 16, 369-373 (1991)
  • T. Schewe: Dev. Oncol. 71, 27-30 (1993)
  • Y. Takahashi, W. C. Glasgow, H. Suzuki, Y. Taketani, S. Yamamoto, M. Anton, H. Kühn, A.R. Brash:Eur.J.Biochem. 218, 165-171 (1993)



- 90.0300.18 -
Lipoxygenasehemmer
Es wurde ein Screeningtestsystem auf lipoxygenasehemmende Arzneimittel etabliert, das die isolierte 15-Lipoxygenase aus Kaninchenretikulozyten, die partikuläre Prostaglandin H-Synthese aus Schafsamenblasen und die Bildung von 5-Lipoxygenaseprodukten in polymorphkernigen Leukozyten des Menschen einbezieht. Mehrere neue Wirkstoffgruppen wurden entdeckt (4 Patente im Berichtszeitraum). Für das in Berlin entdeckte Arzneimittel FLM 5011 wurden umfangreiche Untersuchungen zur Biotransformation und zur Pharmakokinetik beim Menschen durchgeführt. Die bereits bekannten Arzneimittel Ebselen und Ichthyol wurden als 5-und 15-Lipoxygenasehemmer identifiziert und ihr Wirkungsmechanismus aufgeklärt. Weiterhin wurde die Lipoxygenase- und Cyclooxygenasehemmung durch Acetylenfettsäuren und Furanfettsäuren untersucht.
Schlagworte:
Arzneimittelentwicklung; FLM 5011; Ebselen; Ichthyol; 5-Lipoxygenasehemmer; Antiphlogistika;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Tankred Schewe;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Christiane Schewe; Dr. Hartmut Kühn; Sylva Loose; Dmitry Zabolotski;
Laufzeit
07/1990 - 12/1993
Publikationen
  • T. Schewe, H. Kühn, S. Loose, L. Lücke: in: Prostaglandins, Leukotrienes, Lipoxins and PAF: Mechanism of Action, Molecular Biology and Clinical Applications (Bailey,J.M., ed.) Plenum Press New York 1991, pp. 383-397
  • D. Zabolotsky, P. Ludwig, H. Kühn, T. Schewe, G.I. Myakowa: Biochimija 57, 46-54 (1992)
  • C. Schewe et al.: Bioorg. Khimiya (Moscow) 19, 548-554 (1993)


- 90.0300.19 -
Keratinozytenatmung
Keratinozyten der permanenten humanen Zellinie HaCaT wurden hinsichtlich ihres Atmungsstatus umfassend charakterisiert. Zur Atmungsmessung wurden sowohl die photometrische Bestimmung der Desoxygenierung des Hämoglobins als auch die Mikrooxygraphie herangezogen. Durch Zusatz der Wirkstoffe Oligomycin, CCCP und Antimycin A wurden die verschiedenen funktionellen Kompartimente der Zellatmung bestimmt. Anhand der Testung eines repräsentativen Spektrums von Schadstoffen konnte nachgewiesen werden, daß sich diese Meßanordnung als in vitro-Testsystem zur Erfassung hauttoxischer Noxen eignet.
Schlagworte:
Keratinozyten; Differenzierung, Epidermale; HaCaT-Zellen; Zellatmung; Testung, Toxikologische;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Christiane Schewe;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Thomas Rosenbach; Prof. Dr. Tankred Schewe;
Laufzeit
01/1992 - 12/1994
Publikationen
  • C. Schewe, F. Brückner, M. Peek, T. Rosenbach, S. Binting, B.M. Czarnetzki, T. Schewe: Studies on the respiration of human HaCaT keratinocytes, J. Invest. Dermatol 98, 830 (1992)


- 90.0300.20 -
Magnesium und Entzündung
Magnesiumionen bilden die wirksame Komponente der seit dem Altertum bekannten entzündungshemmenden Wirkung des Wassers und des Salzes des Toten Meeres. An polymorphkernigen Leukozyten des Menschen wurde nachgewiesen, daß hohe Konzentrationen von Magnesiumionen sowohl die 5-Lipoxygenase als auch die Phospholipase A2 hemmen. Die Hemmung beruht auf einem Antagonismus zum Calcium. Auf diese Weise wird die Bildung entzündungsfördernder Mediatoren (Eikosanoide, insbesondere Leukotrien B4) unterdrückt. Damit ergibt sich eine wissenschaftliche Basis für die Anwendung von Magensiumsalzen in Hautsalben für dermatologische und kosmetische Zwecke.
Schlagworte:
Magnesium; Entzündungshemmung; 5-Lipoxygenase; Phospholipase;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Tankred Schewe;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Peter Ludwig; Prof. Dr. Wolfgang Diezel;
Laufzeit
01/1993 - 12/1993
Publikationen
  • W. Diezel, P. Ludwig, T. Schewe, E. Schulz: Entzündungshemmende Wirkung von Magnesium-Ionen infolge Hemmung des Enzyms 5-Lipoxy-genase, Dermatol. Wochenschr. 179, 81-85 (1993)


- 90.0300.21 -
Role of macrophages in Falciparum malaria and their involvement in immunosuppression / Energie- und Redoxstoffwechsel malariainfizierter roter Blutzellen
Analyse der Glykolyse und des oxidativen Pentosephosphatweges sowie einzelner Metabolite infizierter Erythrozyten einschließlich Kompartmentanalyse unter Verwendung radioaktiver Substrate. Stadienabhängige Erkennung parasitierter Erythrozyten durch Phagozyten. Aufklärung der toxischen Wirkung von Hemozoin auf das funktionelle Verhalten von Makrophagen des Blutes und der Milz sowie der Kupfferschen Sternzellen. Untersuchungen zum Wirkungsmechanismus des PI auf den NADPH-Oxidase-Komplex von Makrophagen. Bestimmung der Radikalkonzentrationen, die durch Hemozoinwirkung entstehen. Durchführung von in vitro- und in vivo-Studien. Reinigung und Charakterisierung der Phosphofruktokinase und Pyruvatkinase aus verschiedenen Malariaspezies.
Schlagworte:
Energie-Redoxstoffwechsel; Plasmodium falciparum, RBZ; Malaripigment Hemozoin (PI); PI-Toxizität, Radikale; Phagozytose; Reinigung, PFK, PK; Charakterisierung, PFK,PK;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Paolo Arese; Prof. Dr. Gisela Jacobasch; Prof. Dr. Hagai Ginsburg;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Pfister; Dr. Evelin Schwarzer; Dr. Ulricke Kuckelkorn; Dr. Dirk Megow; Chu Thanh; Stefanie Novak; Olifer Müller; Antje Pieseke; Timmy Macsuga; Janett Chulawski; Jörg Langwost; Constanze Riedel; Ulrike Sahbacher;
Laufzeit
01/1992 - 06/1994
Publikationen
  • E. Schwarzer, F. Turrini, D. Ulliers, G. Giribaldi, H. Ginsburg, P. Arese: Impairment of macrophage function..., J.Exp.Med. 176, 1033 (1992)
  • P. Arese, F.R. Mannu, D. Megow, F. Turrini: Band 3 and erythrocytes removal, Progress in Cell Research 2, 229 (1992) Elsevier Amsterdam
  • E. Schwarzer, F.Turrini, G. Giribaldi, M. Cappadoro, P. Arese: Phagocytosis of P. falciparum malarial pigment..., Biochim. Biphys. Acta 1181 51 (1993)
  • F. Turrini, E. Schwarzer, P. Arese: The Involvement of hemozoin toxicity in depression of cellular immunity. Parasitol. Today 9, 297 (1993)



- 90.0300.23 -
Alpha-Amylase aus Thermoactinomyces vulgaris
Zwei amylolytisch aktive Proteinfraktionen wurden aus dem Kulturüberstand aus Thermoactinomyces vulgaris isoliert. Die Alpha-Amylase 1 hat ein Molekulargewicht von 51,6 kDa während die Alpha-Amylase 2 aus 2 Fragmenten mit 17 kDa und 34,6 kDa besteht. Diese beiden Fragmente entstehen durch proteolytische Spaltung aus Alpha-Amylase 1. Die gereinigten Amylasen folgen der Michaelis-Menten Kinetik mit Km-Werten von 1,37 und 1,29 für Stärke als Substrat. Sie unterscheiden sich in ihrer Stabilität. Die Sequenz wurde mit den Sequenzen anderer Alpha-Amylasen verglichen und zeigt hohe Homologien zu Alpha-Amylasen anderer Mikroorganismen (B. polymyxa, A. orycae, S. occidentalis und S. fibuligera). Ein Strukturmodel wurde auf Basis der 3 A Raumstruktur der TAKA-Amylase erstellt.
Schlagworte:
Alpha-Amylase; Kinetik; Strukturvorhersage; Sequenz;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Gerd Hansen; Olaf Heese;
Laufzeit
01/1991 - 12/1993
Publikationen
  • Eine thermostabile alpha-Amylase aus Thermoactinomyces vulgaris: Reinigung und Charakterisierung" O. Heese, G. Hansen, W. E. Höhne und D. Körner, Biomed. Biochim. Acta 50 (1991) 3, 225-232


- 90.0300.25 -
Untersuchung des Docking-Problems in Proteinen bzw. bei der Protein-Ligand-Wechselwirkung mit Hilfe von dreidimensionalen Gittern
Für viele biologisch relevante Probleme, z.B. der molekularen Erkennung (Antigen-Antikörperreaktion, Enzym-Substrat-Wechselwirkung, Hormon-Rezeptor-Interaktion) und der Proteinstrukturvorhersage ist die strukturelle Untersuchung von Grenzflächen(paaren) eine wichtige Grundlage. Ziel des Projektes ist die Erstellung einer Datenbank aller bekannten Grenzflächen zwischen Protein und Liganden bzw. - als Erweiterung der Datenbasis - der Grenzflächen in und zwischen Proteinen. Um die Wiederfindung der Grenzflächen, definiert durch die Koordinaten der beteiligten Atome, und die Vorhersage von potentiellen Grenzflächenpartnern zu ermöglichen, soll versucht werden, die Flächen auf 3-dimensionale Gitter abzubilden bzw. die Flächen geometrisch und physikochemisch zu charakterisieren.
Schlagworte:
Proteine; Proteindesign; Docking; Ligand;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Cornelius Frömmel;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Andrean Goede; Robert Preißner;
Laufzeit
09/1992 - 08/1994
Publikationen
  • Stouten, P.F.W, Frömmel, C., Nakamura, H., and Sander, C. (1993) An effective solvation term based on atomic occupancies for use in protein simulations. Molec. Simulation. 10: 97 - 120.


- 90.0300.26 -
Untersuchungen zur lokalen Stabilität von Proteinstrukturelementen - Die Abhängigkeit des cis/trans-Verhältnisses in Prolinresten von der umgebenden Primärstruktur
Mit Hilfe theoretischer (force-field Berechnungen, molekulare Dynamik) und experimenteller (Strukturbestimmung mittels Kernresonanz (NMR)) Untersuchungsmethoden soll der Einfluß lokaler Wechselwirkungen auf die Struktur prolinhaltiger Peptide untersucht werden. Peptide verschiedener Länge und Zusammensetzung werden auf ihren Gehalt an lokalen Strukturelementen (Schleifen, lokalen Wechselwirkungen) und cis- bzw. trans -strukturierter Amidbindung des Prolins in Abhängigkeit vom Milieu (pH , Temperatur, Lösungsmittel) untersucht. Es werden sowohl die Ergebnisse der theoretischen Verfahren mit denen der experimentellen als auch beide mit den beobachteten Strukturen in Proteinen verglichen.
Schlagworte:
Prolin; cis/trans-Verhältnis; Proteinstruktur; NMR; Dynamik, Molekulare; Force-field Berechnungen;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Cornelius Frömmel;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Klaus Frost; Hardy Weißhoff; Dr. Clemens Mügge;
Laufzeit
12/1991 - 12/1994
Publikationen
  • Brandt, W., Frost, K., Schinke, H., Barth, A. and Frömmel, C. (1993) The cis-proline peptide bond in peptides and proteins. Which force does it stabilize? J. Mol. Graphics 11: 278.
  • Barth, A., Wahab, M., Brandt, K. and Frost, K. (1993) Classification of Serine Proteases derived from steric comparison of their active sites. Drug Design Discovery 10: 297 - 317


- 90.0300.27 -
Proliferationsmodifizierende monoklonale Antikörper gegen humane
transformierte Keratinozyten (PROLIMAB)
Hybridoma-Screening mittels eines neuen Proliferations-Assays und Klonierung lieferten ein paraffingängiges monoklonales Maus-IgM, das spezifisch gegen ein noch unbekanntes Zelloberflächen-Epitop der transformierten humanen epidermalen Keratinozyten HaCaT und HaCaT-ras gerichtet ist, die Mutationen von p53 und H-ras p21 aufweisen. Das Epitop wird auch in organotypischen Kokulturen und Nacktmaustransplantaten dieser Zellen stabil exprimiert. Der MAB hemmt in vitro die Adhäsion an ECMs (Collagen, Laminin, Fibronectin, Vitronectin) und die Proliferation dieser Zellen sowie deren Zytolyse durch IL-2-aktivierte Lymphozyten. Myogen-mesenchymal transdifferenzierte HaCaT-Abkömmlinge (Zellklon DTHMZ) und viele andere normale Zellen sowie Carcinomzell-Linien humaner Herkunft besitzen das Zelloberflächen-Epitop nicht.
Schlagworte:
Biochemie; Immunologie; Zellkulturen; Onkologie; Proliferation; Adhäsion;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Prof. Dr. Jürgen Schulz;
Weitere beteiligte Wissenschaftler/innen:
Dr. Sabine Dettlaff; Ute Harm;
Laufzeit
01/1991 - 12/1992

- 90.0300.32 -
Primärstruktur ausgewählter Untereinheiten der 26S Protease aus roten Blutzellen
Die ATP- und Ubiquitin-abhängige 26S Protease ist verantwortlich für den Abbau von so wichtigen Proteinen wie Cyclin, p53 und c-Myc. Sie ist beteiligt an der Regulation des Zellzyklus und vermutlich an der HIV Genexpression. Der 26S Komplex besteht aus etwa 30 verschiedenen Untereinheiten. Dabei wurden die Polypeptide unterhalb 30 kDa als Untereinheiten des Proteasoms identifiziert, das den proteolytischen Kern der 26S Protease bildet. Die Identität und Funktion der größeren Polypeptide, die den regulatorischen Komplex des Enzyms formen, sind jedoch weitestgehend unbekannt. Die molekular-genetische Charakterisierung dieser Untereinheiten soll klären, welche Untereinheiten ATP binden und ob es Ubiquitin-Erkennungsstellen gibt.
Schlagworte:
26S Protease; ATP/Ubiquitin System;
Leitung / Koordination des Vorhabens
Dr. Wolfgang Dubiel;
Laufzeit
01/1993 - 12/1993
Publikationen
  • Rechsteiner, M., Hoffman, L., and Dubiel, W.(1993) The multicatalytic and 26S proteases. J.Biol.Chem.268, 6065-6068.
  • Dubiel, W., Ferrell, K., and Rechsteiner, M. (1993). Peptide sequencing identifies MSS1, a modulator of HIV Tat-mediated transactivation, as subunit 7 of the 26S protease. FEBS Lett.323, 276-278.
  • Dubiel, W., Ferrell, K., and Rechsteiner, M. (1992). Subunit 4 of the 26S protease is a member of a novel eukaryotic ATPase family. J.Biol.Chem. 267, 22699-22702.