Pharmakologie und Medizinische Chemie Uracil- und Uracilnucleotid-bindender Membranproteine

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zwei Teilprojekte bearbeitet, die sich mit Uracil- bzw. Uracilnucleotid-bindenden Membranproteinen befassen. Im ersten Teilprojekt wurde ein für die Nucleobase Uracil hochaffines und selektives Bindeprotein in der Zellwand des gram-negativen Bakteriums <i>Achromobacter xylosoxidans</i> identifiziert und charakterisiert. Mittels Radioligand-Bindungsstudien wurde das Bindungsverhalten von [³H]Uracil durch Sättigungs-, Kompetitionsexperimente und kinetische Experimente untersucht. Es wurde eine Methode etabliert, das Uracil-Bindeprotein unter Erhalt seiner Bindungsfähigkeit für Uracil aus der Membran zu solubilisieren. Im Rahmen einer Kooperation mit Dr. Sonja Hess (California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA) wurden Proteomik-Studien durchgeführt, in welchen das Solubilisat nach proteolytischem Verdau massenspektrometrisch analysiert wurde und eine Entschlüsselung der Aminosäuresequenzen der erhaltenen Peptide erfolgte. Ein Vergleich mit einer Protein-Datenbank für Proteobakterien führte zu dem Ergebnis, dass es sich bei dem identifizierten Uracil-Bindeprotein möglicherweise um ein hochaffines ABC-Transporter assoziiertes periplasmatisches Bindeprotein handeln könnte. <i>Achromobacter xylosoxidans</i> besiedelt natürlicherweise das Erdreich und Gewässer, wird aber auch in Wasserleitungen, Dialyseflüssigkeiten und Chlorhexidinlösungen gefunden. Vor allem bei immunsupprimierten Patienten kann dieses vielfach antibiotikaresistente Bakterium komplizierte Nosokomialinfektionen verursachen. Im zweiten Teilprojekt wurden Serien von Anthrachinon-, Adenosin-, Uridin- und Tetrazol-Derivaten an den G-Protein-gekoppelten P2Y-Rezeptor-Subtypen 2, 4 und 6 in funktionellen Assays zur Messung der intrazellulären Calcium-Freisetzung pharmakologisch charakterisiert. Diese Rezeptoren spielen eine wichtige pathophysiologische Rolle im menschlichen Organismus, und es besteht ein dringender Bedarf an hochaffinen und selektiven Agonisten und Antagonisten. In dieser Arbeit konnten für jeden der drei Rezeptor-Subtypen affine und moderat selektive Antagonisten mit Aktivitäten im einstelligen mikromolaren Konzentrationsbereich gefunden, für die Wirkung wichtige Strukturmerkmale identifiziert und Struktur-Wirkungsbeziehungen herausgearbeitet werden.