Entwicklung von Dithiocarbamaten als Anthelminthika und Hemmstoffen der RNA-Helikase eIF4A als potentielle antivirale Wirkstoffe

Projektbeschreibung

Wurmerkrankungen stellen ein großes Problem in großen Teilen der Welt dar. Verglichen mit der Krankheitslast ist die Zahl der zur Verfügung stehenden Wirkstoffe gering. In zahlreichen aufeinanderfolgenden Zyklen von Design, Synthese und Testung soll die neue Wirkstoffklasse der Dithiocarbamate hinsichtlich ihrer Wirkung an verschiedenen Helminthen, ihrer Wirtstoxizität und ihrer generellen Wirkstoffeigenschaften optimiert werden. Derivate werden synthetisiert, auf ihre Wirkung auf verschiedene pathogene Würmer und ihre Toxizität gegen humane Zellen getestet. Von vielversprechenden Derivaten werden ADME-Parameter bestimmt und einzelne Verbindungen ggf. einer in-vivo Testung zugeführt.

Diverse humanpathogen Viren, u.a. auch das Ebola- und das SARS-CoV-2-Virus, sind für ihre intrazelluläre Vermehrung auf Wirtsfaktoren angewiesen, die damit geeignete Zielstrukturen für die Entwicklung anti-viraler Wirkstoffe darstellen. Einer dieser Wirtsfaktoren ist die RNA-Helicase eIF4A. Basierend auf der Kristallstruktur werden potentielle Liganden konstruiert, in den Protein-RNA-Komplex gedockt und bei guter Passung synthetisch hergestellt. Die Verbindungen werden auf ihre Wirkung hinsichtlich der Translationseffizienz getestet. Gut wirksame Derivate werden anschließend auf ihren Hemmeffekt auf die Virusvermehrung in Zellkulturen getestet.

 

Wissenschaftliches Ziel:

Ziel in beiden Projekten ist es, Wirkstoffmoleküle zu entwickeln, die die Qualität einer Leitstruktur oder sogar eines Entwicklungskandidaten aufweisen.

 

DRUID-Kooperationspartner:

A2, A3, A4, A7, B2, B7P, C6 NWG, D4, E1, E4, E6

Literatur B5: –

Schistosoma mansoni: Biologische Zielstrukturen und Inhibitorentwicklung

Projektbeschreibung

Hintergrund: Beim dem human- und tierpathogenen Wurmparasiten Schistosoma mansoni hängt die sexuelle Reifung des Weibchens von einem kontinuierlichen Paarungskontakt mit dem Männchen ab (Abb. 1). Die Paarung ist somit auch für die Produktion von Wurmeiern und der daraus resultierenden Pathogenese der Schistosomiasis entschei-dend. Wir haben gezeigt, dass verschiedene Molekülklassen in diese Reproduktionsprozesse involviert sind.1 So offenbarten Versuche mit Kinaseinhibitoren und RNA-Interferenz gegen Kinasen, dass diese Moleküle Zellteilungsaktivität, Spermatogenese, Oogenese, Eiproduk-tion und Vitalität von Würmern in vitro negativ beeinflussen. Der Abl-TK-Inhibitor Imatinib (Krebsmedikament Glivec) induzierte in adulten S. mansoni eine gestörte Reproduktion sowie die Ablösung der Gastro-dermis mit letalen Folgen.2,3

Neben Kinasen, die wir in Kooperation mit der AG Falcone bearbeiten4, stehen weitere Enzyme im Fokus unserer Untersuchungen. Dazu zählen Aldehyddehydrogenasen (ALDH) und Aldehydreduktasen (AR), die durch molekularen Stress induzierte Prozesse in Schistosomen regulieren. Ihre Inhibition könnte den Parasiten schwächen. Erste in vitro-Experimente mit Inhibitoren gegen diese Moleküle, wie z.B. dem ALDH-Inhibitor Disulfiram, führten in kurzer Zeit zu morphologischen Veränderungen, Entpaarung, reduzierter Vitalität sowie zum Tod des Parasiten in vitro. Aber auch Helikasen können interessante Angriffspunkte darstellen, wie Arbeiten mit dem RNA-Helikase-Inhibitor Silvestrol gezeigt haben.5 In adulten S. mansoni reduzierte Silvestrol die Fitness adulter Würmer in vitro und die Stammzellproliferation in Keimzellen (Abb. 2). Mit den AGs Prof. Schlitzer und Prof. Grünweller (Marburg) werden wir an diesen Zielmolekülen arbeiten und an der Entwicklung synthetischer Inhibitoren6,7, um physiologische und morphologische Effekte in vitro und bei Topkandidaten dann im Infektionsmodell in vivo zu untersuchen.

Abb. 1. Lichtmikroskopische Aufnahme eines Schistosomen-Pärchens in vitro. Während des dauerhaften Paarungskontaktes liegt das Weibchen (Pfeil) in einer Bauchfalte des Männ-chens. Das ist eine wesentliche Voraussetzung für die Eiproduk-tion (Sterne).

Abb. 2. EdU-Färbung von S. mansoni-Weibchen vor (links) und nach Silvestrol-Behandlung (rechts). Die Anzahl der Stammzellen (grün) ist signifikant redu-ziert (rechts).

 

Wissenschaftliches Ziel:

Wir werden die Klonierung sowie die molekulare und biochemische Charakterisierungen zweier RNA-Helikasen aus S. mansoni durchführen. Unterstützt durch verschiedene Kooperationspartner/innen im DRUID-Konsortium (s.u.) werden wir die rekombinanten Proteine in Enzymassays gegen Silvestrol und synthetische Derivate testen. Ferner planen wir, mit den bereits rekombinant hergestellten Enzymen SmALDH312 und SmAR, weitere potenzielle Zielmoleküle, Enzymtests mit Inhibitoren durchzuführen. Hierzu zählen u.a. Disulfiram-derivate, die bereits anti-schistosomale Effekte in vitro gezeigt hatten. Experimenten zur Kristallisationen und Strukturaufklärungen dieser Moleküle werden auch durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung von Wirkstoffen mit inhibitorischer Aktivität gegen die ausgewählten Zielproteine, hoher Spezifität und Bioverfügbarkeit bei gleichzeitig reduzierter Toxizität.8 In vitro– und später auch in vivo-Experimente sollen die Übertragbarkeit der gewonnenen Erkenntnisse auch auf andere Parasiten zeigen (Plattformprojekt E1).

 

DRUID-Kooperationspartner:

A2 AG Grünweller, B3 AG Rahlfs/Kolb/van Zandbergen, B5 AG Schlitzer, E1 Platformprojekt/Häberlein, E3 AG Rahlfs/Przyborski, E5 AG Czermak/Salzig lab

Literatur B4: 1Beckmann et al. (2010) PLoS Pathog 6:e1000769; 2Beckmann et al. (2010) Int J Parasitol 40:521-6; 3Beckmann et al. (2012) Curr Pharm Des 18:3579-94; 4Moreira et al. (2022) Molecules (in press); 5Taroncher-Oldenburg et al. (2021) Microorganisms 9(3):540; 6Peter Ventura et al. (2021) ChemMedChem 14(21):1856-62; 7Peter Ventura et al. (2012) Arch Pharm (Weinheim) 354(12):

NAD(P)H-abhängige Stoffwechselwege als Ziele für neue Antiinfektiva

Projektbeschreibung

Das zelluläre Redoxgleichgewicht spielt für pathogene Mikroorganismen eine essentielle Rolle. Zentral daran beteiligt sind Enzyme des NAD(P)H-abhängigen Glutathion- und Thioredoxinsystems1,2, sowie die Glucose-6-Phosphatdehydrogenase (G6PD) und 6-Phosphogluconatdehydrogenase (6PGD), die maßgeblich zur Bereitstellung von NADPH und Ribose-5-Phosphat über den Pentosephosphatweg beitragen3. Die bifunktionale G6PD der Malariaparasiten Plasmodium falciparum und P. vivax (GluPho) unterscheidet sich funktionell und strukturell von den humanen Wirtsenzymen4 und ist essenziell für den Malariaparasiten5. In Kooperation mit dem Sanford-Burnham Institute/UCSD, La Jolla, konnten wir für die PfGluPho einen high-throughput kompatiblen Assay etablieren und ca. 400.000 Substanzen (u.a. NIH MLSMR Collection) screenen6. Anschließende Struktur-Wirkungs-Analysen und Lead-Optimierung resultierten in den im nanomolaren Bereich aktiven und hoch selektiven PfGluPho Inhibitor SBI-7507. Das Konzept konnte bereits auf Leishmania übertragen werden, die 3D-Kristallstruktur der Leishmania donovani G6PD und PGD gelöst werden und auf deren Basis ein erstes in silico Screening von Kleinmolekülen durchgeführt werden. Darüber hinaus wurde ein high-throughput kompatibler Assay für die rekombinanten G6PDs und 6PGDs aus Leishmania etabliert, um ein Inhibitor-Screening bei dem Novartis FAST lab in Cambridge (USA) durchzuführen.

Workflow-Diagramm zur Inhibitor Identifizierung gegen G6PDs/PGDs

3D-Kristallstruktur LdG6PD ©Isabell Berneburg

 

Wissenschaftliches Ziel:

Ziel des Projektes ist die funktionelle und strukturelle Charakterisierung der Enzyme G6PD und 6PGD aus Leishmania und Plasmodium als Zielmoleküle für die Wirkstoffentwicklung, sowie die Identifizierung und Weiterentwicklung von Inhibitoren dieser Enzyme (in silico und HTS). Das Konzept soll auch auf weitere Erreger innerhalb des DRUID Konsortiums, wie z.B. Schistosoma, übertragen werden.

 

DRUID-Kooperationspartner:

B1 Diederich/Kolb; B4 Grevelding; D3 van Zandbergen; E1 Grevelding/Häberlein; E3 Rahlfs/Przyborski; E4 Spengler; E6 Schiffmann/Laux

Literatur B3: 1. Fritz-Wolf et al. (2011) Nature Comm. 2:383* 2. Koncarevic et al. (2009) PNAS 106: 13323-8* 3. Bozdech and Ginsburg (2005) Malaria J 3:23 4. Jortzik et al. (2011) Biochem J Energy 436:641-50* 5. Allen et al. (2015) FEBS J 282:3808-23*, 6. Preuss et al. (2012) J Med Chem 55:7262-72* 7. Berneburg et al. (2022) Antimicrob Agents Chemother (accepted)*

*eigene Publikationen

Virale Protein-de-ADP-Ribosylierungs- und NMPylierungs-Aktivitäten als potentielle therapeutische Angriffspunkte gegen Coronaviren

Projektbeschreibung

Coronaviren sind wichtige Pathogene von Mensch und Tier und verursachen v. a. respiratorische und intestinale Infektionen. Sie besitzen ein hohes zoonotisches Potential und haben wiederholt zu Ausbrüchen schwerer respiratorischer Infektionen beim Menschen geführt, wie die seit 2019 laufende SARS-CoV-2-Pandemie eindrücklich belegt. Die zur Verfügung stehenden therapeutischen Möglichkeiten für schwere Verlaufsformen von COVID-19 und anderen Coronavirusinfektionen sind extrem begrenzt, so dass die Entwicklung neuer Therapeutika eine hohe Priorität besitzt. Das Forschungsprojekt B2 konzentriert sich auf zwei coronavirale Proteine, die bei allen bekannten Coronaviren konserviert sind: die Makrodomäne (macD) im Nichtstrukturprotein 3 (nsp3) sowie eine neu entdeckte Nukleotidyltransferase (NiRAN), die mit der viralen RNA-Polymerase im nsp12 verbunden ist und für die Virusvermehrung essentiell ist.

Coronavirales Replikase-Polyprotein 1ab, aus dem durch proteolytische Spaltung (PL1, PL2, 3CL) 16 Nichtstrukturproteine mit zahlreichen enzymatischen und anderen Funktionen freigesetzt werden.

Wissenschaftliches Ziel:

Das Projekt zielt darauf ab, die biochemischen Eigenschaften der beiden Proteine umfassend zu charakterisieren und ihre Funktionen im viralen Replikationszyklus in geeigneten Zellkulturmodellen zu bestimmen. Auf Grundlage der konservierten Substratspezifität der NiRAN-Domäne sollen HTS-Assays entwickelt und zur Identifizierung potentieller Inhibitoren genutzt werden.

 

DRUID-Kooperationspartner:

A2 Grünweller, A3 Weber, C5 Kraiczy, E3 Rahlfs/Przyborski

Literatur B2: 1. *Slanina et al. (2021) Proc Natl Acad Sci USA 118: e2022310118 2. *Krichel et al. (2021) Sci. Adv. 7: eabf1004  3. *Müller et al. (2021) Antiviral Res 175: 1004706 4. *Snijder et al. (2016) Adv Virus Res 96: 59-126 5. *Putics et al. (2005) J Virol 79: 12721-31.

Dengue- und Zikavirus, Design von Inhibitoren der NS3/NS2B-Serinprotease

Projektbeschreibung

Infektionen mit dem Dengue-Virus haben in den letzten Jahren mit rund 50-100 Millionen Neuinfektionen pro Jahr einen neuen Höchststand erreicht. In der überwiegenden Zahl der Fälle verläuft die Infektion mit milden, grippeähnlichen Symptomen, jedoch entwickelt ein kleiner Prozentsatz der Betroffenen, häufig Kinder, ein hämorrhagisches Fieber, das bei schwerem Verlauf tödlich verläuft. Zwar steht inzwischen ein Impfstoff zur Verfügung, da dieser aber nur für einen sehr begrenzten Personenkreis zugelassen ist, ist die Entwicklung von Wirkstoffen, die die Vermehrung des Virus effizient unterdrücken, unabdingbar. Im Fokus unser Arbeiten steht die viruseigene Serinprotease NS3/NS2B, die das virale Vorläuferprotein in funktionelle Proteine spaltet und für Reifung des Virus unerlässlich ist.

Abb. B1. Kristallstruktur der NS3/NS2B Protease DENV 3.1

Wissenschaftliches Ziel:

Ziel des Projektes ist die Weiterentwicklung allosterischer Inhibitoren der viruseigenen Serinprotease NS3/NS2B, nicht nur hinsichtlich ihrer Affinität, sondern auch in Bezug auf ihre pharmakokinetischen Eigenschaften und ihre Toxizität (hit-to-lead-Entwicklung) mittels eines kombinierten Ansatzes aus computergestütztem Design, Synthese, biologischen Tests und der Kristallstrukturanalyse. Darüber hinaus sollen basierend auf den gewonnenen Erkenntnisse Inhibitoren der verwandten Zika-Protease entwickelt werden.

 

DRUID-Kooperationspartner:

A1 Becker, A2 Grünweller, B3 Rahlfs/Kolb/van Zandbergen, XY Herker, E6 Schiffmann/Laux

Literatur B1: [1] Noble et al. (2012) J Virol 86(1):438-446; *[2] Chevillard et al. (2015), J Chem Inf Model 55(9):1824-1835; *[3] Chevillard et al. (2018) J Med Chem, 61(3):1118-1129.

Die hoch divergente Aktin-Superfamilie als Wirkstoffziel bei der Übertragung von Malariaparasiten

Projektbeschreibung

Malaria ist nach wie vor eine der verheerendsten Krankheiten und wird durch einzellige Parasiten namens Plasmodium verursacht. Diese Parasiten werden durch Anopheles-Moskitos von Mensch zu Mensch übertragen. Der Parasit benötigt eine Reihe verschiedener Proteine, die ihm die Übertragung auf den Moskito-Vektor ermöglichen, darunter Mitglieder des stark divergierenden Aktin-Zytoskeletts und seiner Regulatoren. Das Zytoskelett des Parasiten hat einzigartige Eigenschaften, um die Übertragung zu ermöglichen. Da es für verschiedene Prozesse des Parasiten in unterschiedlichen Stadien des Lebenszyklus unerlässlich ist, enthält es vielversprechende Ziele für neuartige Malariatherapien. Wir nutzen Ansätze zur Target-Validierung, um neue Targets zu identifizieren und zu charakterisieren, die die Übertragung blockieren und zur Kontrolle der Krankheitsausbreitung eingesetzt werden könnten.

Der Ansatz der Target-Validierung hat neue Targets identifiziert, die die Übertragung blockieren.

Wissenschaftliches Ziel:

Unser Ziel ist es, die identifizierten Proteine mit in vitro und in vivo Methoden zu charakterisieren, um neue Wirkstoffe zu identifizieren, die selektiv auf diese Proteine abzielen und somit als Kandidaten für Medikamente zur Blockierung der Übertragung dienen.

 

DRUID-Kooperationspartner:

A7 Przyborski, B1 Diederich/Kolb, B7 P Falcone, E3 Rahlfs/Przyborski

Literatur A6: [1] Douglas et al. (2018) PLOS Bio e2005345; [2] Douglas et al. (2018) Malaria J 17:3191898-905; [3] Douglas et al. (2015) Trends Parasitol 31(8):357-362.

Leitstruktursuche zur Inhibierung des Chaperons IpgC aus Shigella sp.

Projektbeschreibung

Bakterien der Gattung Shigella dringen in die Epithelzellen des Colons ein und verursachen eine entzündliche Erkrankung des Dickdarms. Letztere ist als „Bakterienruhr“ bekannt und fordert v.a. in Entwicklungsländern zahlreiche Todesopfer. Das Shigella-spezifische Chaperon IpgC ist für die Pathogenität des Erregers essentiell und tritt mit zahlreichen weiteren Pathogenitätsfaktoren in Wechselwirkung. In Abwesenheit eines „Substrat-Proteins“ liegt IpgC als Homodimer vor, was für die Aufrechterhaltung seiner Stabilität erforderlich ist. Wir nutzen IpgC als Zielprotein für die strukturbasierte Entwicklung von Wirkstoffen gegen Bakterienruhr, indem wir durch Kleinmoleküle die Homodimerbildung und/oder sein Binden an „Substrat-Proteine“ verhindern. Grundlage dafür ist ein von uns etabliertes Protokoll, welches reproduzierbar hervorragend streuende Kristalle von IpgC liefert. Ein bereits durchgeführtes Fragment-Screening führte zu mehreren Treffern, von denen einige mittlerweile zu größeren „Bindern“ erweitert werden konnten. Um deren Effekt auf die Homodimerbildung, auf die Wechselwirkung mit Substraten und auf die Stabilität des Proteins zu untersuchen, setzen wir neben der Proteinkristallographie Methoden wie „Mikroskalierte Thermophorese“, „Isothermische Titrationskalorimetrie“ sowie ein „Thermal Shift“-Assay ein.

Kristallstruktur des IpgC-Homodimers ©Klaus Reuter

An IpgC-gebundenes „erweitertes Fragment“ ©Marina Gardonyi

Wissenschaftliches Ziel:

Hauptziel ist neben zusätzlicher Strukturinformation über IpgC die Optimierung der bisher erhaltenen Verbindungen sowie ihr Einsatz als Leitstrukturen bei der Anti-Shigellose-Wirkstoffentwicklung.

 

DRUID-Kooperationspartner:

A1 Stephan Becker, B1 Wibke Diederich / Peter Kolb, B7 Franco Falcone, D1 Eva Friebertshäuser / Torsten Steinmetzer

Literatur A4: [1] Agerberth et al. (2005) World Health Organ [2] Williams & Berkley (2018) Paediatr Int Child Health 38:50-65. [3] Sansonetti (2001) Am J Physiol Liver Physiol 280:319-323. [4] Parsot et al. (2003) Curr Opin Microbiol 6:7-14. [5] Lunelli et al. (2009) Proc Natl Acad Sci USA 106:9661-9666.

Entwicklung von eIF4A-Inhibitoren als Kandidaten für eine klinische Anwendung sowie Charakterisierung von eIF4A-Varianten in Pathogenen

Projektbeschreibung

Die zelleigene RNA-Helikase eIF4A ist ein exzellentes Target für die Entwicklung antiviraler Breitbandmedikamente. Dieses Enzym wird für den Start der viralen Proteinsynthese von vielen Viren, insbesondere Coronaviren, benötigt und kann effizient und spezifisch durch die Stoffgruppe der Rocaglate gehemmt werden. In Projekt A2 möchten wir entsprechende Wirkstoffe für eine klinische Anwendung weiterentwickeln, indem wir unter anderem Rocaglate für eine lokale Applikation in den respiratorischen Trakt vernebeln und ein detailliertes Nebenwirkungsprofil erstellen. Zudem sollen neue eIF4A-Inhibitoren identifiziert und charakterisiert werden. Durch systematische Mutagenese bekannter Coronavirus-Sequenzen soll außerdem eine Vorhersage der Rocaglat-Sensitivität bei neu auftretenden Coronaviren ermöglicht werden. Schließlich soll die therapeutische Relevanz von Rocaglaten in verschiedenen DRUID-relevanten Pathogenen, die Varianten von eIF4A exprimieren, untersucht werden.

Festklemmen der RNA (RNA clamping) an der Oberfläche von eIF4A durch das Rocaglat Silvestrol sowie Nachweis der Hemmung der (corona)viralen Proteinsynthese durch das Rocaglat CR-31-B (-).

Wissenschaftliches Ziel:

Rocaglate sollen für eine klinische Anwendung weiterentwickelt und eine Vorhersage der Rocaglat-Sensitivität bei neu auftretenden Coronaviren und anderen DRUID-relevanten Pathogenen ermöglicht werden.

 

DRUID-Kooperationspartner:

B2 Ziebuhr lab, B4 Grevelding lab, B5 Schlitzer lab, C6 Häberlein lab, D1 Friebertshäuser/Steinmetzer lab, D3 van Zandbergen lab, D4 Hermosilla/Mazurek/Taubert lab, E4 Spengler lab, E6 Schiffmann lab

Literatur A2: 1.*Biedenkopf et al., (2017), Antiviral Res. 137: 76-81; 2. *Müller et al., (2018), Antiviral Res. 150:123-129; 3. *Elgner et al., (2018), Viruses. 10(4): 149; 4. *Glitscher et al., (2018), Viruses.  10(6): 301; 5. *Henß et al., (2018), Viruses.  10(11): 592; 6. *Müller et al., (2020), Antiviral Res. 175:104706; *7. *Müller et al., (2021), Antiviral Res. 186: 105012; 8. *Blum et al., (2020), J Cell Mol Med. 24(12): 6988-6999; [*eigene Publikationen].

Vernachlässigte Infektionskrankheiten mit Schwerpunkt bildgebender Verfahren

Projektbeschreibung

Wir setzen bildgebende Verfahren ein, um zu verstehen wie Krankheitserreger mit der Wirtszelle interagieren und Krankheiten verursachen. Unser Fokus liegt auf der Elektronenmikroskopie (EM) und korrelativer Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM). Um robuste, anpassbare Protokolle zu generieren, verwenden wir das große DNA-Virus Vaccinia (VACV) als Modell. Die SARS-CoV2-Pandemie veranschaulicht, wie Viren weltweit sozioökonomische Auswirkungen mit dramatischen Folgen für die vernachlässigten Tropenkrankheiten (NTDs) haben. Es besteht die dringende Notwendigkeit, die SARS-CoV2-Pandemie einzudämmen und die Ressourcen auf NTDs zu konzentrieren. In einer Instituts-übergreifenden Kooperation haben wir gezeigt, dass das Spike- Protein (S) von SARS-CO-2, das essenziell für die Infektion ist, eine unerwartete Flexibilität aufweist. Dies könnte die Rezeptorbindung und den Zelleintritt des Virus erleichtern, was bis jetzt nicht bewiesen ist.

Die Kryoelektronentomographie von SARS-CoV-2 und die molekulare dynamische Simulation des Spike Proteins zeigen eine unerwartete Flexibilität des Stiels.

Nach der Knospung (Entstehung der Virushülle) an der intrazellulären Membranen verlassen Coronaviren die Zelle auf eine bisher wenig erforschte Weise. Vesikuläres Trafficking sowie eine regulierte lysosomale Exozytose werden dabei als Mechanismen diskutiert.

 

Wissenschaftliches Ziel:

Ziel des Projektes ist es, mit Hilfe von Antikörpern, Medikamenten und Genetik in die Flexibilität von S einzugreifen, Auswirkungen auf die Infektion zu testen und damit die Funktion zu verstehen. Die Virusfreisetzung aus infizierten Zellen soll mit einem CLEM-Ansatz untersucht werden, der Live-Cell-Imaging mit EM kombiniert. Die aus unserem VACV- und SARS CoV2-Wirtssystem gewonnene Expertise kann dann zur Beantwortung von Fragen im Kontext anderer Virus-Wirtssystemen der Teams des DRUID-Konsortiums eingesetzt werden.

 

DRUID-Kooperationspartner:

A3 Weber lab, B2 Ziebuhr lab, B6 P Herker lab, C1 Hildt lab, D3 van Zandbergen lab, E5 Czermak lab

Literatur E7 P: Turoňová, B., et al. (2020). Science (80-. ). 370, 203–208. Blanco-Rodriguez, G., et al.(2020). J. Virol. 94 e00135-20. Quemin, E.R.,  et al. (2018). J. Mol. Biol.430, 1714-1724. Chlanda, P., and Krijnse Locker, J. (2017). Biochem. J. 474, 1041–1053. Sartori-Rupp, A., et al. (2019). Nat. Commun. 10, 342.

Proteinproduktion, HTS-Assays, Kristallisation, Interaktionsanalysen

Projektbeschreibung

Rahmen der Plattform [E3] sollen Methoden zur Proteinproduktion, zur Entwicklung von high-throughput Assays, zur Kristallisation und Strukturanalyse sowie zu Interaktionsanalysen für das DRUID-Konsortium bereitgestellt werden. Dabei kann eine Vielzahl an Optimierungsmöglichkeiten bei der Klonierung/Expression sowie bei der Reinigung nativer Proteine (Affinitäts-chromatographie, Gelfiltration, Ionenaustauscher) angeboten werden. Für erfolgreich rekombinant produzierte Proteine kann über die Plattform [E3] Unterstützung bei der Entwicklung von Assaysystemen bis hin zu high throughput-fähigen Formaten gegeben werden. Des Weiteren soll über das Projekt [E3] Zugang zu der Kristallisationsplattform am iFZ ermöglicht werden. Für Kristallisationscreens im nl-Massstab stehen ein Pipettier- sowie ein Kristallisationsroboter sowie Starterkits  und diverse Additivscreens zur Optimierung zur Verfügung, z. Z. wird das System durch Finanzierung von DRUID erneuert. Frau Dr. Fritz-Wolf wird als Kristallografin und Ansprechpartnerin fungieren und kann die ersten Testungen der Kristalle vornehmen. Hierzu stehen die Röntgenquellen des Max-Planck-Instituts für Med. Forschung (Heidelberg) bzw. der AG Klebe/Heine [A5] (Marburg) zur Verfügung.

Struktur von sfroGFP (Heimsch et al. 2022)

DRUID-Kooperationspartner:

Im Bereich Protein-Expression: A1, A3, A6NWG, A7, B2, B3, B4, C3
Im Bereich Kristallisation: B2, B3, C3
Im Bereich Assay-Entwicklung: A7, B3

Literatur E3: 1. Heimsch et al. (2022) Antioxid & Redox Signal doi: 10.1089/ars.2021.0234 2. Harnischfeger et al. (2020) Electronic Journal of Biotechnology 3. Fritz-Wolf et al. (2011) Nat Commun 2:383 4. Koncarevic et al. (2009) Proc Natl Acad Sci USA 106:13323-8