Synthese und biologische Evaluierung von Lipo-, Glyco- und Phosphopeptiden

Abstract

Um Aussagen über komplexe molekularbiologische Vorgänge zu treffen, werden an diesen Prozessen beteiligte Proteine bzw. Partialstrukturen dieser Proteine als wichtige Hilfsmittel eingesetzt. Viele dieser Proteine sind posttranslational modifiziert und gerade diese Modifikationen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Eigenschaften des Proteins. Der Zugang zu diesen posttranslational modifizierten Proteinen ist über Proteinexpression nicht oder nur schwer möglich. Die chemische Synthese von posttranslational modifizierten Peptiden und Proteinen bietet die Möglichkeit Modifikationen gezielt einzubringen. Zusätzlich können neben den natürlich vorkommenden Modifikationen beliebige Gruppen wie z. B. Fluorophore eingeführt werden.Das N-Ras-Protein ist ein zentraler Schalter in der Wachstumskontrolle von Zellen. Der C-Terminus des N-Ras ist doppelt lipidiert und diese Lipidierungen sind ausschlaggebend für die Aktivität des Proteins. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Synthese entwickelt, um Fluoreszenz-markierte, und doppelt lipidierte N-Ras Proteine darzustellen. Diese Fluoreszenz-markierten Proteine konnten so in biophysikalischen und molekularbiologischen Untersuchungen eingesetzt werden, dass über den Einfluss der Modifikationen auf die Lokalisation und Aktivität des Proteins eine Auskunft erhalten wurde.In weiteren Teilen der Arbeit wurden zelluläre Transportwege untersucht. Peptide mit einer an die vJun-Kernlokalisierungssequenz angelehnten Sequenz konnten über Festphasensynthese so aufgebaut werden, dass verschiedene Modifikationen, wie Phosphorylierung und Glykosylierung in Nachbarstellung zur NLS eingebracht werden konnten. Eine Verknüpfung mit Avidin als Transportgut ermöglichte die Ausnutzung des natürlichen Kernimportweges und die Regulation des Kernimportes durch posttranslationale Modifikationen. Konjugaten aufgebaut aus einer hydrophoben Proteintransduktionsdomäne (PTD) und einer hydrophilen Kernlokalisierungssequenz (NLS) besitzen die Fähigkeit die Plasmamembran zu durchdringen und in den Zellkern zu translokieren. Mittels Festphasenpeptidsynthese konnten solchen peptidische Transporter synthetisiert und in Lokalisationsstudien eingesetzt werden.