Design, Synthese und molekulare Charakterisierung selektiver inverser Agonisten und Antagonisten des Peroxisom Proliferator-aktivierten Rezeptors (PPAR) beta/delta

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozent Dr. Till Adhikary; Professorin Dr. Wibke Elisabeth Diederich
• Fachliche Zuordnung: Pharmazie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246374965

Der Peroxisom Proliferator-aktivierte Rezeptor beta/delta reguliert als Liganden-induzierbarer Transkriptionsfaktor die Transkription der entsprechenden Zielgene durch Bindung an spezifische Erkennungssequenzen der DNA. Während die Funktion von PPARbeta/delta im Lipid- und Glukose-Metabolismus relativ gut verstanden ist, wird die Rolle dieses Rezeptors insbesondere in der Zelldifferenzierung und -proliferation, der Tumorgenese sowie bei Entzündungsprozessen kontrovers diskutiert. Die genomweite Analyse von humanen Myofibroblasten legt den Schluss nahe, dass die Regulation der PPARbeta/delta-vermittelten Transkription vornehmlich durch Repression der Zielgene erfolgt. Die Entwicklung selektiver, reversibler und gleichzeitig bioverfügbarer Liganden für PPARbeta/delta mit eindeutigem Wirkprofil (reiner Agonist, Antagonist bzw. inverser Agonist) ist jedoch zwingend erforderlich, um das komplexe System der durch PPARbeta/delta-regulierten Transkription aufklären zu können. Im Rahmen der gemeinsamen Vorarbeiten ist es uns gelungen, die ersten selektiven inversen Agonisten und Antagonisten für PPARbeta/delta zu entwickeln. Mit Hilfe von Invasionsassays, die Rückschlüsse auf das metastatische Potential zulassen, konnten wir zeigen, dass inverse PPARbeta/delta-Agonisten die Invasionsfähigkeit von humanen Mammakarzinomzellen signifikant senken. DNA-Bindungs- und Expressionsanalysen deuteten darauf hin, dass dieser Effekt durch das PPARbeta/delta-Zielgen ANGPTL4 vermittelt wird. Um den Mechanismus der Repression der Transkription durch inverse PPARbeta/delta-Agonisten aufklären zu können und um zu verstehen, wie kleine strukturelle Änderungen im Liganden das Wirkprofil von einem inversen Agonisten hin zu einem Antagonisten verschieben, ist es zwingend erforderlich, die beteiligten Aminosäurereste der PPAR-LBD und weitere Proteine bzw. Proteinkomplexe zu identifizieren, welche durch diese Liganden an den Rezeptor rekrutiert werden. Hierzu wollen wir verschiedene Strategien verfolgen, welche zum einen auf dem Nachweis von Protein-Protein-Interaktionen und auf Funktionsverlust-Ansätzen und zum anderen auf der Identifikation von an der Bindung des Liganden beteiligten Aminosäuren mittels Photoaffinitätsmarkierung basieren. Die lineare Abfolge der sequenziellen Rekrutierung von Komponenten des Präinitiationskomplexes der RNA-Polymerase II ist in vitro ausführlich beschrieben, jedoch gibt es Hinweise, dass in vivo Unterschiede in der zeitlichen Abfolge, der Bindungen sowie der Notwendigkeit für einzelne Faktoren und Regulatoren bestehen. Mittels ChIP-Assays und weiteren biochemischen und/oder genetischen Methoden wollen wir den Schritt des PICs, der durch inverse Agonisten gestört wird, eingrenzen und die an der Repression beteiligten Proteine identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen