Rezeptoraktivierung durch virale Oncoproteine: NMR-Untersuchungen zur Oligomerisierung von Transmembranhelices

• Applicant: Professorin Dr. Anne Ulrich
• Subject Area: Biophysics
• Term: from 2001 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5296654

Unterschiedliche funktionelle Zustände einer Zelle werden häufig durch reversible Protein-Protein Wechselwirkungen gesteuert. Zum Beispiel beruht der Informationsfluß bei der Signalübertragung auf oligomeren Proteinkomplexen, die sich in unterschiedlicher Zusammensetzung bilden können. Bereits im ersten Schritt der Signalkaskade findet in der Zellmembran eine Dimensierung von Tyrosinkinase- und Cytokin-Rezeptoren statt, die allerdings nicht nur durch extrazelluläre Liganden sondern auch durch virale Oncoproteine ausgelöst werden kann. Die transmembranen (TM)a-Helices des Rezeptors scheinen dabei aktiv am Dimerisierungsprozess beiteiligt zu sein. Mittels Festkörper-NMR soll hier untersucht werden, welchen Neigungswinkel die TM-Segmente von Rezeptoren (Neu/erb-B2 Rezeptor, PDGF-Rezeptor, Epo-Rezeptor) im Monomer bzw. Dimer einnehmen, über welche Seitenketten sie oligomerisieren (siehe Abbildung), und welche Struktur sie im tetrameren Komplex mit viralen Oncoproteinen (E5, gp-55) besitzen. In diesem Projekt sollen synthetische TM-Peptide mit NMR-aktiven Kernen selektiv markiert werden (hochempfindlich mit 19F, und konventionell mit 15N), um daran in Modellmembranen einzelne Strukturparameter (Neigungs- und Drehwinkel, sowie interhelikale Abstände) mit großer Genauigkeit zu vermessen. Die zu erwartenden Helix-Helix Wechselwirkungen dürften neue Einblicke in die Signalkaskade und die Krebsentstehung liefern. Auf dieser strukturellen Grundlage sollen dann stimulierende bzw. inhibitorische TM-Peptide entwickelt werden, um sie mit Hilfe kationischer Vesikel in die Zellmembran einzuschleusen und als potentielle Wirkstoffe in Zellkultur zu testen.

• DFG Programme: Research Grants
• Major Instrumentation: NMR-Probenkopf
• Instrumentation Group: 1740 Hochauflösende NMR-Spektrometer