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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