Projektübersicht

Prof. Dr. Klaus Reuter

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.