Antimikrobielle Peptide auf Basis des Trp-cage-Modulprinzips<\/p>\n
Hintergrund:<\/strong> Zielsetzung:<\/strong> Durchgef\u00c3\u00bchrte Untersuchungen:<\/strong> Antimikrobielle Peptide auf Basis des Trp-cage-Modulprinzips Hintergrund:Durch den dauerhaften und weit verbreiteten Einsatz von Antibiotika f\u00c3\u00bcr human- und tiermedizinische Zwecke wird die Ausbildung von Antibiotikaresistenzen in Bakterien zu einem verst\u00c3\u00a4rkt auftretenden Problem. Dies wird durch die Langlebigkeit herk\u00c3\u00b6mmlicher Antibiotika in der Umwelt verst\u00c3\u00a4rkt. 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\u00c3\u0178ke","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\u00c3\u00a4t zu Kiel Otto Diels-Institut f\u00c3\u00bcr Organische Chemie Spektroskopische Abteilung","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Frank S\u00c3\u00b6nnichsen","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\u00c3\u00bcr human- und tiermedizinische Zwecke wird die Ausbildung von Antibiotikaresistenzen in Bakterien zu einem verst\u00c3\u00a4rkt auftretenden Problem. Dies wird durch die Langlebigkeit herk\u00c3\u00b6mmlicher Antibiotika in der Umwelt verst\u00c3\u00a4rkt. Aus diesem Grund sind alpha-helikale antimikrobielle Peptide (AMPs) in das Interesse der \u00c3\u00b6ffentlichen Forschung und der Pharmaindustrie ger\u00c3\u00bcckt.
Viele AMPs wirken membranolytisch oder porenbildend, d.h. sie (zer-)st\u00c3\u00b6ren die Zellmembran von Pathogenen, aber nicht die der menschlichen Zellen. Durch diese Wirkungsweise werden der Ausbildung von Resistenzen in Bakterien deutlich h\u00c3\u00b6here Anforderungen gesetzt. Ein Nachteil von AMPs ist jedoch, dass die Peptide in L\u00c3\u00b6sung keine Struktur aufweisen und sie dadurch besonders anf\u00c3\u00a4llig gegen\u00c3\u00bcber enzymatischem Abbau sind. Dies f\u00c3\u00bchrt zu einer geringen Bioverf\u00c3\u00bcgbarkeit im K\u00c3\u00b6rper 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\u00c3\u00b6glichkeit zu erforschen, die Bioverf\u00c3\u00bcgbarkeit von AMPs zu erh\u00c3\u00b6hen, um ihren Einsatz als medizinisches Antibiotikum zu erleichtern. Der gew\u00c3\u00a4hlte 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\u00c3\u00a4r- und Terti\u00c3\u00a4rstruktur. Durch die Fusion mit einem kurzen AMP soll der zun\u00c3\u00a4chst 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\u00c3\u00a4t erhalten bleibt. Damit werden Anwendungen als medizinisches Antibiotikum denkbar. Dass die Fusion aus AMP und Trp-cage den biologischen Abbau des Chim\u00c3\u00a4renpeptids komplett verhindert und damit die Umweltvertr\u00c3\u00a4glichkeit gef\u00c3\u00a4hrdet ist, ist keinesfalls zu erwarten.<\/p>\n
Diese Arbeit zeigt, wie die Fusion des bekannten \u00ce\u00b1AMP KR-12 miteiner Trp-cage-Dom\u00c3\u00a4ne zu einer Stabilisierung der \u00ce\u00b1-helikalen Konformation im AMP-Teil des Fusionsprodukts beitr\u00c3\u00a4gt, 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\u00c3\u00bcr eine h\u00c3\u00b6here Resistenz gegen enzymatischen Abbau sorgt. Weitere AMTCs wurden entworfen indem das \u00ce\u00b1AMP IsCTmit einer Trp-cage-Dom\u00c3\u00a4ne fusioniert wurde und indem die \u00ce\u00b1-Helix eines Trp-cage-Proteins zueiner amphipatische Helix mit bis zu vier Windungen ver\u00c3\u00a4ndert und verl\u00c3\u00a4ngert wurde. Die Aktivit\u00c3\u00a4t aller entworfenen AMTCs wurde in vitro<\/em> gegen vier verschiedene Bakterien getestet. W\u00c3\u00a4hrend die Trp-cage-Dom\u00c3\u00a4ne allein keine Aktivit\u00c3\u00a4t zeigte, wiesen alle entworfenen AMTCs eine antimikrobielle Aktivit\u00c3\u00a4t auf, deren St\u00c3\u00a4rke sich jedoch untereinander unterschied. Obwohl ein Liposomen-Depolarisations-Test auf einen Membran-perforierenden Wirkmechanismus der AMTCs hinwies, war die Porenbildung gegen\u00c3\u00bcber menschlichen Erythrozyten nur schwach ausgepr\u00c3\u00a4gt. Folglich konnte die Fusion eines AMPs mit einer Trp-cage-Dom\u00c3\u00a4ne aktive antibakteriell wirkende Peptide mit einer geringen h\u00c3\u00a4molytischen Aktivit\u00c3\u00a4t und erh\u00c3\u00b6hter Resistenz gegen enzymatischen Abbau hervorbringen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"