Computer unterstützte Docking- und Mutagenese-Untersuchungen der Interaktionen von Astacin-Proteasen und ihren natürlichen Hemmstoffen

Astacine katalysieren Schlüsselereignisse der Embryonalentwicklung und Gewebedifferenzierung. Daher können ihre Fehlfunktionen zu schwerwiegenden Krankheiten wie Krebs oder neurodegenerativenStörungen (z.B. der Alzheimer’schen Krankheit) führen. Als proteinspaltende Enzyme müssen Astacine in vivo strikt durch Aktivatoren und Inhibitoren kontrolliert werden. Wie wir vor kurzem zeigen konnten, wird Substraten der Zugang zum aktiven Zentrum der inaktiven Proastacine durch ein intrinsisches Propeptid verwehrt. Das Propeptid selbst wird nicht gespalten, weil es im Vergleich mit einem Substrat in umgekehrter Orientierung bindet. Die Wechselwirkung von Astacinproteasen und ihren Substraten haben wir auch mit Hilfe hydrolyseresistenter, synthetischer Hemmstoffe aufgeklärt. Außerdem entdeckten wir Proteine, die Astacinproteasen in vivo zu hemmen vermögen. Allerdings ist die Art dieser Wechselwirkung, da keine Strukturen von Astacin- Inhibitorkomplexen verfügbar sind. Vor diesem Hintergrund wollen wir die Astacin-Inhibitor-Interaktion durch molekulares in silico Docking aufklären und zwar auf der Basis der bekannten hochaufgelösten Röntgenkristallstrukturen von Astacinen, Proastacinen und der entsprechenden antagonistischen Proteininhibitoren. Zur Überprüfung der potenziellen Interaktionsflächen werden diese außerdem gentechnisch durch zielgerichtete Mutagenese modifiziert und die so veränderten Proteine durch biochemische Analyse der Enzym-Inhibitor-Wechselwirkung untersucht.