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MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt A<br />

Zell- und Tumorbiologie<br />

Zentrale Peptid- und Proteinsyntheseeinheit (V270)<br />

Leiter: Dr. Rüdiger Pipkorn<br />

Zentrale Peptid- und Proteinsyntheseeinheit<br />

R. Pipkorn und M. Koch<br />

Die zentrale Peptidsyntheseeinheit wurde 1992 gegründet.<br />

Aufgabe der Einheit ist die Synthese unterschiedlichster<br />

funktionaler Peptide zur Durchführung von Studien zum<br />

Verständnis der Wechselwirkung von Struktur und Aktivität<br />

[2,3,11]. Spezielle Fragen hinsichtlich Identifiaktion von Anti-<br />

Epitopen innerhalb Proteinsequenzen können mittels individuell<br />

synthetisierter Peptide beantwortet werden. Dynamische<br />

zelluläre Prozesse auf DNA-, RNA- und auf Proteinebene<br />

[3,12,13] können mittels spezifischer funktionaler<br />

Peptideeinheiten simuliert und verstanden werden im Zusammenhang<br />

von inter-und intrazellulärem Transport von<br />

Proteineinheiten (‘BioShuttle’) [5]. Moderne Diagnostikverfahren<br />

wie beispielsweise ‚Molecular Imaging‘ in der MRT<br />

bzw. PET sind mittels speziell synthetisierter Peptideinheiten<br />

möglich [1,10]. Molecular Modeling und Biocomputing Methoden<br />

an synthetischen Peptiden tragen zum Verständnis<br />

für Struktur und Funktion bei. Die Entwicklung von Therapieansätzen<br />

auf molekularer Ebene (Antisense- und Anti-<br />

Gen) ist in gleicher Weise zu verwirklichen.<br />

Die Synthese sämtlicher Peptide erfolgt vollautomatisiert<br />

auf dem AMS 422 Multiple Peptide Synthesizer (Abimed<br />

Analysentechnik) [6], Charakterisierung und Aufreinigung<br />

mit HPLC-, MALDI Massenspektrometrie-Methoden.<br />

Peptide für „Drug Delivery“ (Functionale Peptide<br />

für Diagnostic & Therapy)<br />

Im Zusammenarbeit mit: K. Braun (E050), W. Waldeck (B045)<br />

und J. Debus (E050), DKFZ<br />

Der Transport von modernen „Drugs“ durch biologische<br />

Membranen ist noch eine offene centrale pharmakologische<br />

Frage. Um diese Frage zu beantworten wurde ein neues<br />

Transportsystem entwickelt, genannt „Bioshuttle“, bestehend<br />

aus Transportprotein-Adressmolekül-Spacer-Wirkstoff<br />

(Abb. 1). Dieser Carrier besitzt hohe Variabilität zum<br />

Wirkstofftransport in einzelne Zellkompartimente. Durch<br />

Einsatz des neuen Transportsystems soll eine effektive<br />

Transkriptionskontrolle durch Hybridisieren von PNA mit DNS<br />

zum Blockieren der Fusionsbereiche der entsprechenden<br />

Abb 1: “Bioshuttle” -<br />

Strukturschema<br />

Abb. 2<br />

V270<br />

Zentrale Peptid- und Proteinsyntheseeinheit<br />

Gene erreicht werden. Geplant ist die Applikation verschiedener<br />

Peptid Nukleinsäuren (PNA) zur Behandlung verschiedener<br />

Krankheiten.<br />

Fortschritte auf dem Gebiet zur Untersuchung von Stoffwechselprozessen<br />

auf molekularer Ebene werden zunehmend<br />

Gegenstand wissenschaftlicher Diskussion und erfordern<br />

hochsensitive Kontrastmittel zur Bildgebung. Dazu<br />

sind intrazelläre Kontrastmittel notwendig. Das ACGT-Bio-<br />

Shuttle wurde zur intrazellären und zielzellspezifischen Bildgebung<br />

in der MR entwickelt. Die Synthese und Qualitätssicherung<br />

stellen mittlerweile hohe Anforderungen an die<br />

Analytik und machen neue Verfahren notwendig.<br />

Qualitätskontrolle Metall-komplexierter<br />

funktionaler Peptide.<br />

In Zusammenarbeit mit: W-D Lehman, R.Krüger, DKFZ B090<br />

Gd-verstärkte Magnetresonanz (MR) ist ein weit verbreitetes<br />

Prinzip in der medizinischen Diagnostik. In diesem Zusammenhang<br />

wurden Gd-Komplex Substanzen mit Wirkorterkennung<br />

entwickelt (Abb. 2). Hier wird die Qualitätskontrolle<br />

derartiger multifunktionaler Wirkstoffe mittels einer kombinierten<br />

Element- und Massen-Spektrometrie beschrieben.<br />

Die untersuchten Peptidkonstrukte bestehen aus einem<br />

DTPA-Gd-Komplex-modul, einer Peptidnukleinsäuresequenz<br />

(PNA) mit hoher Affinität zur Ziel-RNA als Adressmodul zur<br />

Wirkorterkennung, sowie einem Modul, das den Transport<br />

vom Extrazellularraum in Cytoplasma erleichtert. Die Bestimmung<br />

der Molmassen der funktionalen Peptide erfolgte<br />

mit NanoESI-MS-Methoden, In den Proben konnten<br />

sowohl Signale für Gd-komplexierte als auch für<br />

unkomplexierte Moleküle gefunden werden. Die Validierung<br />

der ESI-MS Resultate erfolgte mittels LC-ICP high resolution<br />

Massenspektrometrie mit simultaner Detektion von S-32<br />

und Gd-157. Monitoring von S-32 als Marker für den organischen<br />

Part der Moleküle war möglich durch die Präsenz<br />

der Di-Sulfidbrücke zwischen PNA und Transmembrantransportmodul.<br />

Die Kombination LC-ICP-MS und nanoESI-<br />

MS liefert die komplementäre Element- und Molekularinformation<br />

für eine exzellente Qualitätskontrolle Metallkomplexierter<br />

funktionaler Peptide.<br />

Transport Modul S-S-Adress Modul Spacer Substanz<br />

DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003<br />

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