Entwicklung von Rezeptoren für N-methylierte Lysin- und Argininderivate

• Antragsteller: Professor Dr. Jochen Niemeyer
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407653885

Im Rahmen dieses Projektes schlagen wir die Entwicklung von supramolekularen Rezeptoren zur fluoreszenzbasierten Erkennung von methylierten Lysin- und Argininderivaten vor. Die posttranslationale Modifikation (PTM) von Lysin- und Arginin-Seitenketten in Histonproteinen spielt eine entscheidende Rolle bei der Genregulation und -expression, so dass analytische Tools zur Erkennung und Quantifikation dieser Modifikationen von großem Wert wären. Die von uns vorgeschlagenen Rezeptoren sollen dabei vor allem die Erkennung von teilweise methylierten Derivaten (speziell Kme, Kme2, Rme, sRme2) erlauben, da für diese PTMs bislang noch keine synthetischen Rezeptoren zur Verfügung stehen. Zur Entwicklung geeigneter Rezeptoren schlagen wir ein modulares Konzept vor. Zunächst sollen geeignete primäre Bindungsstellen auf Basis von BINOL-Phosphaten synthetisiert werden, welche eine selektive Interaktion mit den gewünschten methylierten Amino- bzw. Guanidinofunktionen ermöglichen. Dabei erlauben substituierte BINOL-Phosphate eine Wechselwirkung mit den Aminosäuren-Seitenketten über mehrere nichtkovalente Wechselwirkungen, speziell Wasserstoffbrückenbindungen und Kation-pi-Wechselwirkungen. Diese primären Bindungsstellen sollen anschließend in multidentate Rezeptoren integriert werden, welche über zusätzlich sekundäre Bindungsstellen verfügen. Dies ermöglicht ausreichend hohe Bindungsaffinitäten, vor allem im wässrigen Medium. Die resultierenden Rezeptoren werden anschließend auf ihre Eignung zu Identifikation und Quantifizierung der methylierten Lysin- bzw. Argininderivate untersucht. Dies soll schrittweise ausgehend von isolierten Aminosäuren, über kurze Peptide bis hin zu vollständigen Histonproteinen erfolgen. Im Erfolgsfall würden die neu entwickelten Rezeptoren erstmals eine einfache, fluoreszenzbasierte Identifikation von teilweise methylierten Lysinen und Argininen erlauben und somit ein wertvolles (bio)analytisches Werkzeug darstellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen