Kinetic Mechanism of peptide Aggregation

• Applicant: Professor Dr. Benjamin Schuler
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 1999 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5209654

Die Fehlfaltung und Aggregation von Proteinen und Peptiden ist Ursache für eine Vielzahl bedeutender Krankheiten, wie z. B. den Demenzen vom Alzheimer-Typ, den Prionkrankheiten oder Typ II Diabetes. Die molekularen Mechanismen dieser Prozesse sind allerdings weitgehend unverstanden, da das Augenmerk bisheriger Arbeiten auf den Produkten der Assemblierung der Peptide - in vielen Fällen regelmäßig strukturierte Amyloidfibrillen - und der Charakterisierung der zellulären Folgeschäden lag.
In diesem Projekt soll mit biophysikalischen Methoden der zeitliche Verlauf von Peptidaggregationsreaktionen, insbesondere der frühen und möglicherweise sehr schnellen Elemtarereignisse, in vitro untersucht werden. Dabei kommen spektroskopische Methoden zum Einsatz, insbesondere Laserspektroskopie in Kombination mit Mischmethoden hoher Zeitauflösung, aber auch Methoden zur Charakterisierung der Peptide unter Gleichgewichtsbedingungen, wie z.B. analytische Ultrazentrifugation oder dynamische Lichtsteuerung. Als repräsentative Beispiele für krankhaft aggregierende Peptide wurden das Alzheimersche A beta-Peptid sowie Amylin ausgewählt, das höchstwahrscheinlich in Kausalzusammenhang mit Typ II Diabetes steht.
Das Gastlabor für diesen Forschungsaufenthalt zeichnet sich durch seine führende Rolle in der Anwendung kinetischer und spektroskopischer Methoden auf Fragestellungen der Proteinfaltung und der Polymerisation von Sichelzellhämoglobin aus. Auf dieser Basis soll ein quantitatives und mechanistisches Verständnis der Elementarprozesse der Aggregation von Peptiden erzielt werden, was wiederum ein gezieltes Eingreifen in diese pathologischen Vorgänge möglich machen könnte.

• DFG Programme: Independent Junior Research Groups
• International Connection: Switzerland
• Major Instrumentation: Einzelmolekülfluoreszenzspektrometer (incl. 16 % MwSt.) ; Intensivierte CCD-Kamera
• Instrumentation Group: 1850 Spektralfluorometer, Lumineszenz-Spektrometer (außer Filterfluorometer ; 5430 Hochgeschwindigkeits-Kameras (ab 100 Bilder/Sek)