Forschung

Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe liegen im Bereich der biochemischen und bioorganischen Forschung und beinhalten Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen von Neuropeptiden, Signaltransduktion, Proteinexpression und Modifikation durch Ligationsstrategien. Folgende Themen werden bearbeitet:

G-Protein gekoppelte Rezeptoren: Identifizierung der Ligandenbindung

Prof. Dr. Annette G. Beck-Sickinger

Dr. Jan Stichel; Dr. Anette Kaiser; Dr. Rene Meier; M. Sc. Kerstin Burkert; M. Sc. Tristan Zellmann; M. Sc. Biochem. Mario Schubert; M. Sc. Biochem. Lisa KöglerM. Sc. Biochem. Mario Schubert; M. Sc. Biochem. Lisa Kögler

G-Protein gekoppelte Rezeptoren sind die Zielmoleküle einer Vielzahl von biologisch relevanten Substanzen, wie Neuropeptide und Hormone. Ziel dieses Projektes ist die Charakterisierung der Struktur von Agonist bindenden und Antagonist bindenden G-Protein gekoppelten Rezeptoren der Neuropeptide NPY, PP, PYY, der RF-amid-Peptide, der Chemokine und des Ghrelins. Darauf basierend sollen neuartige Liganden und verbesserte Analysensysteme entwickelt werden, die ein schnelles Screening ermöglichen. Positive Modulatoren sind teilweise von großem Interesse, da die Ligand-Rezeptorsysteme ein großes therapeutisches Potential haben. Neben der Expression in Säugerzellen werden in vitro Translation und bakterielle Expressionssysteme eingesetzt, und die rekombinant erzeugten Rezeptoren charakterisiert.

Finanzierung: DFG/NSF (BE1264-16), NIH, BMBF, ESF
Kooperation: Prof. Dr. D. Huster, Univ. Leipzig, Med. Fakultät; Prof. Dr. T. Schöneberg, Univ. Leipzig, Med. Fakultät; Prof. Dr. A. Robitzki, Univ. Leipzig; Prof. Thue W. Schwartz, Rigshospitalet Copenhagen; Prof. Jens Meiler, Vanderbilt University Nashville, TN; Intana Pharma GmbH, Prof. Roland Brock, Univ. Nimwegen, NL.

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Signalkaskaden von G-Protein gekoppelten Rezeptoren

Prof. Dr. Annette G. Beck-Sickinger

Dr. Karin Mörl, Dr. Stefanie Babilon; Dr. Anette Kaiser; M. Sc. Biochem. Lizzy Wanka; M. Sc. Biochem. Stefan Ernicke; M. Sc. Biochem. Lisa Kögler

Das intrazelluläre Trafficking, die Biosynthese und die Internalisierung von G-Protein gekoppelte Rezeptoren stehen im Mittelpunkt dieses Projektes. Ziel ist die molekulare Charakterisierung und das Verständnis der Voraussetzungen für das An- und Abschalten spezifischer Signalkaskaden. Hierbei wurden beachtliche Erfolge der Y2-Rezeptor-Inter­nalisierung beschrieben. Schwerpunkt stellt dabei die Bindung an unterschiedliche G-Proteine dar, sowie an Arrestine. Rezeptorspezifische Unterschiede werden analysiert.

Finanzierung: DFG (SFB 1052/A3), ESF
Kooperation: Prof. Dr. D. Huster, Univ. Leipzig, Med. Fakultät; Prof. Dr. T. Schöneberg, Univ. Leipzig, Med. Fakultät; Prof. Jens Meiler, Vanderbilt University Nashville, TN; Prof. Seva Gurevich, Vanderbilt University Nashville, TN; Prof. Heidi Hamm, Vanderbilt University Nashville, TN.

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Molekulare Wirkmechanismen von Adipokinen und mögliche Ansätze für neue Therapeutika

Prof. Dr. Annette G. Beck-Sickinger

Dr. Karin Mörl; M. Sc. Biochem. Tobias Leimer; M. Sc. Biochem. Tom-Marten Kilian; M. Sc. Chem. Andreas Mattern; M. Sc. Biochem. Stefanie Wittrisch; Dipl. Pharmazeutin Cathleen Jendrny  

Die molekularen Ursachen der Adipositas werden in diesem Projekt interdisziplinär erarbeitet. Dabei werden Gene identifiziert und deren Genprodukte charakterisiert , die bei der Prädisposition von Adipositas eine Rolle spielen. Insbesondere die Ligandenbindung und Signaltransduktion von DLK1, Adiponektin, Vaspin und Chemerin wurde intensiv untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Vaspin und Chemerin in unterschiedlicher Weise agieren.  

Finanzierung: DFG (SFB 1052/ A3, C2); IFB K-17, K-59, GIF; Fond Chemischer Industrie
Kooperation:
Prof. Dr. Wieland Kiess, Med. Fakultät, Univ. Leipzig; Prof. Dr. M. Blüher, Med. Fakultät, Univ. Leipzig; Prof. Dr. M. Stumvoll, Med. Fakultät, Univ. Leipzig; Prof. Dr. J. Simon, Med. Fakultät, Univ. Leipzig.

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Modifizierte Proteine für intelligente Materialien: spezifische Immobilisierung von Molekülen und Zellen auf Oberflächen

Prof. Dr. Annette G. Beck-Sickinger

Dr. Kathrin Bellmann-Sickert; M. Sc. Chem. Mareen Pagel; M. Sc. Biochem. Sarah Zernia; M. Sc. Florian Ott 

Ziel des Projektes ist es, Peptide und Proteine spezifisch an Oberflächen zu immobilisieren. Hierfür werden chemisch modifizierte Redox-Proteine hergestellt und auf ihre bioenergetischen Eigenschaften untersucht. Immobilisierung der Proteine, kovalente Verknüpfung der Kosubstrate, Einbau spezifischer Spacergruppen und Elektronen­Transfermoleküle sind Gegenstand der Arbeiten. Als Modellprotein  wurden Enzyme, wie die Sortase, eingesetzt und charakterisiert. Die Proteine werden rekombinant als Thioester dargestellt, durch chemische Ligation modifiziert und spezifisch immobilisiert. Die Peptide, die zur Immobilisierung eingesetzt werden, wurden rational oder durch kombinatorische Ansätze entwickelt und auf ihre Bindung an verschiedene Oberflächen wie SiO2, oder Titanoxid optimiert. Weiterhin gelang die selektive Freisetzung spezifisch immobilisierter Proteine.  

Finanzierung: Graduiertenschule BuildMoNa, BMBF
Kooperation: Prof. Dr. A. Robitzki, Institut für Biochemie, Univ. Leipzig; Prof. Grundmann, Fakultät für Physik und Mineralogie, Univ. Leipzig; Prof. Janke, Fakultät für Physik und Mineralogie, Univ. Leipzig; Prof. Dr. J. Käs, Fakultät für Physik und Mineralogie, Univ. Leipzig; Prof. Abel, Fak. Chemie und Mineralogie, Univ. Leipzig; Prof. Sträter, Fak. Chemie und Mineralogie, Univ. Leipzig; c-LEcta Leipzig.

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Selektive Markierung von Peptidhormonen für die Diagnose und Therapie von Tumoren

Prof. Dr. Annette G. Beck-Sickinger

Dr. Sylvia Els-Heindl; Dr. Sven Hofmann; Dipl. Biol. Katja Kostelnik; M. Sc. Chemie David Böhme; M. Sc. Dennis Worm

Selektive Peptidhormonanaloga werden als Carrier für eine Rezeptor-vermittelte Internalisierung von Peptidkomplexen eingesetzt, um deren Bedeutung in der Tumordiagnose und Therapie zu untersuchen. Hierfür wurden die Neuro­peptidhormone mit verschiedenen Chelatoren durch Festphasen­peptid­synthese hergestellt und zunächst mit nicht-radioaktiven Isotopen komplexiert. Variiert wurden dabei die Position des Chelators und der Chelator selbst. Für therapeutische Ansätze werden die Peptide mit Cytostatika und Carba­boranen konjugiert. An Tumor­zelllinien konnte die Tumortoxizität und Selektivität untersucht werden, in Tiermodellen der therapeutische Index. Desweiteren wurde in 2D- und 3D-Tumor­gewebemodellen die Zugänglichkeit der Substanzen analysiert. Mit Hilfe von komplexen massen­spektro­metrischen Analysen werden in Proteomstudien die Hinter­gründe der Aktivität analysiert. Der Einfluss der Substanzen auf die Weichheit der Tumorzellen konnte mit biophysikalischen Methoden analysiert werden.

Finanzierung:
DFG (FOR 630/BE 1264-10); BMBF, EFRE, ESF, Industrie
Kooperation: Prof. O. Prante, Univ. Erlangen; Dr. Irfan Khan, Islamabad, Pakistan; Prof. E. Hey-Hawkins, Fakultät für Physik und Mineralogie, Univ. Leipzig; Prof. J. Käs, Fakultät für Physik und Mineralogie, Univ. Leipzig; Prof. Dr. Martin von Bergen, Helmholtzzentrum für Umweltforschung.

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Peptide und Proteine als Therapeutika

Prof. Dr. Annette Beck-Sickinger

Dr. Sylvia Els-Heindl; Dipl. Biol. Ria Schönauer; Dipl. Pharm. Cathleen Jendrny; M. Sc. Chemie Milos Erak; M. Sc. Jan-Patrick Fischer  

Peptide und Proteine wurden aufgrund ihrer geringen Biostabilität lange als Therapeutika wenig beachtet. Durch neuartige Verfahren, wie Lipidierung und Pegylierung konnte dies geändert werden. Im Rahmen des Projektes werden verschiedene Peptide für unterschiedliche Indikationen hergestellt, konformativ eingeschränkte Varianten produziert und mit unterschiedlichen Modifikationen versehen. Untersucht wird, wie diese sich auf die Aktivität, Stabilität und Bioverfügbarkeit auswirkt.  

Finanzierung: TG 51, Industrie
Kooperation: Prof. Helen Cox, Kings College London; Industrie.

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Chemische Modifizierung von Proteinen zur Charakterisierung von Matrix-Protein-Interaktionen

Prof. Dr. Annette G. Beck-Sickinger

Dr. Kathrin Bellmann-Sickert; M. Sc. Chemie Mareen Pagel; M. Sc. Biochem. Nydia Panitz; M. Sc. Chem. Andreas Mattern

Durch spezifische Immobilisierung von Proteinmediatoren wird das Einwachsen von Implantaten in das Gewebe verbessert. Hierfür werden Mediatoren mit ECM-Segmenten modifiziert und mit Hilfe von spezifisch-bindenden Peptiden an Implantate gekoppelt. Um das entzündungsauslösende Potential eines beschichteten Implantates abzuschätzen, wird seine Interaktion mit Chemokinen, sowie der Einfluss auf das Freisetzungspotential von Chemokinen aus Zellen untersucht. Die hierfür benötigten modifizierten und natürlichen Chemokine, z. B. Interleukin-8 und SDF-1 werden hergestellt und die Interaktion mit neuartigen Materialien sowie ECM-Segmenten quantifiziert.

Finanzierung: DFG (TRR 67, TP A4)
Kooperation: Prof. Simon, Hautklinik, Med. Fakultät, Univ. Leipzig; Prof. D. Huster, Med. Physik, Med. Fakultät, Univ. Leipzig; Prof. Mayte Pisabaro, Biotec Dresden; Prof. D. Scharnweber, Max Bergmannzentrum TU Dresden; Dr. U. Hempel; Physiol. Chemie, Med. Fakultät, TU Dresden; Prof. Carsten Werner, IPF Dresden.

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Selektive Konjugation von Proteinen in lebenden Zellen durch peptid-gesteuerten Acyl- und Alkyltransfer

Prof. Dr. Annette G. Beck-Sickinger

Dr. Katrin Mörl; M. Sc. Biochem. Jonathan Lotze

Die selektive Markierung von Proteinen stellt häufig eine große Herausforderung dar, da die Reaktionen sehr langsam oder mit geringen Ausbeuten verlaufen. Mit Hilfe einer templatgesteuerten Reaktion wurde nun die Selektivität erhöht und die Reaktion signifikant beschleunigt. Untersuchungen finden an löslichen Proteinen, sowie an Transmembranproteinen statt.

Finanzierung: DFG SPP 1263 (BE 1264/15-1)
Kooperation: Prof. Dr. O. Seitz, Humboldt-Universität Berlin.

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letzte Änderung: 24.08.2016