Structure-function-correlations of protein kinase CK2

• Applicant: Professor Dr. Karsten Niefind
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2001 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5335544

Das Enzym Proteinkinase CK2 (früher: "Caseinkinase 2") ist eine von schätzungsweise 2000 verschiedenen Proteinkinasen des menschlichen Organismus, die eine wesentliche Rolle bei der Regulation des Stoffwechsels besitzen. So ist von der im Eukayontenreich ubiquitär verbreiteten Proteinkinase CK2 bekannt, daß sie einerseits in Nervenzellen, andererseits in Geweben mit hoher mitotischer Aktivität, z.B. in den Darmkrypten, aber auch in den meisten bislang untersuchten Tumoren die höchsten Aktivitäten besitzt, daß sie am Wachstums- und Teilungszyklus von Zellen (Proliferation) beteiligt ist und selbst ein onkogenes Potential besitzt. Die genaue Einbindung der CK2 in diese zellulären Prozesse ist jedoch noch nicht geklärt. Um die vielfach beschreibenen biochemischen Eigenschaften der CK2 besser zu verstehen, sind u.a. strukturbiochemische Forschungen nötig. In diesem Projekt sollen daher die Strukturen des tetrameren CK2-Holoenzyms aus dem Menschen in seiner Grundform a2b2 und in seiner Isoform a´2b2 sowie Strukturen funktionell aussagekräftiger, ternärer Komplexe aus Enzym, Cosubstrat und Substrat röntgenkristallographisch bestimmt werden. Die so gewonnenen Erkenntnisse sollen durch rationales Design von CK2-Varianten mit veränderten Spezifitäten verfeinert werden. Sie sollen außerdem dazu dienen, ein Substraterkennungsprofil durch CK2 auf Strukturebene zu erstellen. Eine solche Konsensstruktur soll auf rechnerischem Wege dazu beitragen, wesentliche metabolische Substrate und Wechselwirkungspartner der CK2 zu identifizieren.

• DFG Programme: Research Grants