Antimikrobielle Peptide auf Basis des Trp-cage-Modulprinzips<\/p>\n
Hintergrund:<\/strong> Zielsetzung:<\/strong> Durchgef\u00fchrte Untersuchungen:<\/strong> Antimikrobielle Peptide auf Basis des Trp-cage-Modulprinzips Hintergrund:Durch den dauerhaften und weit verbreiteten Einsatz von Antibiotika f\u00fcr human- und tiermedizinische Zwecke wird die Ausbildung von Antibiotikaresistenzen in Bakterien zu einem verst\u00e4rkt auftretenden Problem. Dies wird durch die Langlebigkeit herk\u00f6mmlicher Antibiotika in der Umwelt verst\u00e4rkt. Aus diesem Grund sind alpha-helikale antimikrobielle Peptide (AMPs) in das Interesse der […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52443","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20017\/473","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Preu\u00dfke","dbu_stipendiaten_vorname":"Nils","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2017-10-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2020-12-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Christian-Albrechts-Universit\u00e4t zu Kiel Otto Diels-Institut f\u00fcr Organische Chemie Spektroskopische Abteilung","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Frank S\u00f6nnichsen","dbu_stipendiaten_email_dienst":"npreusske@oc.uni-kiel.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52443","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52443\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58455,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52443\/revisions\/58455"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52443"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52443"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52443"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
Durch den dauerhaften und weit verbreiteten Einsatz von Antibiotika f\u00fcr human- und tiermedizinische Zwecke wird die Ausbildung von Antibiotikaresistenzen in Bakterien zu einem verst\u00e4rkt auftretenden Problem. Dies wird durch die Langlebigkeit herk\u00f6mmlicher Antibiotika in der Umwelt verst\u00e4rkt. Aus diesem Grund sind alpha-helikale antimikrobielle Peptide (AMPs) in das Interesse der \u00f6ffentlichen Forschung und der Pharmaindustrie ger\u00fcckt.
Viele AMPs wirken membranolytisch oder porenbildend, d.h. sie (zer-)st\u00f6ren die Zellmembran von Pathogenen, aber nicht die der menschlichen Zellen. Durch diese Wirkungsweise werden der Ausbildung von Resistenzen in Bakterien deutlich h\u00f6here Anforderungen gesetzt. Ein Nachteil von AMPs ist jedoch, dass die Peptide in L\u00f6sung keine Struktur aufweisen und sie dadurch besonders anf\u00e4llig gegen\u00fcber enzymatischem Abbau sind. Dies f\u00fchrt zu einer geringen Bioverf\u00fcgbarkeit im K\u00f6rper und erschwert ihren Einsatz als antibiotischer Wirkstoff. Die enzymatische Abbaubarkeit wird allerdings zu einem Vorteil, sobald die Peptide in die Umwelt gelangen, wo sie sich schnell zersetzen.<\/p>\n
Das Ziel meiner Arbeit ist eine neue M\u00f6glichkeit zu erforschen, die Bioverf\u00fcgbarkeit von AMPs zu erh\u00f6hen, um ihren Einsatz als medizinisches Antibiotikum zu erleichtern. Der gew\u00e4hlte Ansatz beinhaltet die Fusion zweier Peptide ein kurzes AMP und das Trp-cage Miniprotein – zum antimikrobiellen Trp-cage (AMTC).
Das Trp-cage-Miniprotein besitzt eine stabil gefaltete Sekund\u00e4r- und Terti\u00e4rstruktur. Durch die Fusion mit einem kurzen AMP soll der zun\u00e4chst funktionslose Trp-cage die antimikrobiellen Eigenschaften des Fusionspartners erhalten. Es ist meine Hypothese, dass aus der stabileren dreidimensionalen Struktur eine reduzierte enzymatische Abbaubarkeit resultiert, aber die antimikrobielle Aktivit\u00e4t erhalten bleibt. Damit werden Anwendungen als medizinisches Antibiotikum denkbar. Dass die Fusion aus AMP und Trp-cage den biologischen Abbau des Chim\u00e4renpeptids komplett verhindert und damit die Umweltvertr\u00e4glichkeit gef\u00e4hrdet ist, ist keinesfalls zu erwarten.<\/p>\n
Diese Arbeit zeigt, wie die Fusion des bekannten \u03b1AMP KR-12 miteiner Trp-cage-Dom\u00e4ne zu einer Stabilisierung der \u03b1-helikalen Konformation im AMP-Teil des Fusionsprodukts beitr\u00e4gt, das als antimikrobieller Trp-cage (AMTC) bezeichnet wird. Die Korrelation von Strukturdaten mit den Ergebnissen aus einer Analyse der enzymatischen Abbaubarkeit konnte zeigen, dass die stabilisierte Struktur des AMTC f\u00fcr eine h\u00f6here Resistenz gegen enzymatischen Abbau sorgt. Weitere AMTCs wurden entworfen indem das \u03b1AMP IsCTmit einer Trp-cage-Dom\u00e4ne fusioniert wurde und indem die \u03b1-Helix eines Trp-cage-Proteins zueiner amphipatische Helix mit bis zu vier Windungen ver\u00e4ndert und verl\u00e4ngert wurde. Die Aktivit\u00e4t aller entworfenen AMTCs wurde in vitro<\/em> gegen vier verschiedene Bakterien getestet. W\u00e4hrend die Trp-cage-Dom\u00e4ne allein keine Aktivit\u00e4t zeigte, wiesen alle entworfenen AMTCs eine antimikrobielle Aktivit\u00e4t auf, deren St\u00e4rke sich jedoch untereinander unterschied. Obwohl ein Liposomen-Depolarisations-Test auf einen Membran-perforierenden Wirkmechanismus der AMTCs hinwies, war die Porenbildung gegen\u00fcber menschlichen Erythrozyten nur schwach ausgepr\u00e4gt. Folglich konnte die Fusion eines AMPs mit einer Trp-cage-Dom\u00e4ne aktive antibakteriell wirkende Peptide mit einer geringen h\u00e4molytischen Aktivit\u00e4t und erh\u00f6hter Resistenz gegen enzymatischen Abbau hervorbringen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"