Verwendung von Peptidbibliotheken zur Auffindung von Chitinaseinhibitoren und strukturelle Charakterisierung der Wechselwirkung

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Das bei Antikörpern beobachtete Phänomen der Polyspezifität, d.h. der Fähigkeit zur hochaffinen Bindung nicht-epitopanaloger Strukturen, ist auch bei anderen Proteinen hoher Erkennungsspezifität, z.B. bei Enzymen, zu beobachten. Typische Enzyminhibitioren der kompetiven Klasse, d.h. mit Bindung am aktiven Zentrum, sind jedoch überwiegend "substratanalog", im Sinne der epitopanalogen (=epitophomologen) Antigene im Falle der Antikörper. Aus der Literatur ist bekannt, daß für einen gegen Kohlenhydrate gerichteten Antikörper aus einer Phagendisplaybibliothek bindende Peptide aufgefunden werden konnten (Hoess et al., 1993; Valadon et al., 1996). Wir wollen für Chitinase, ein Poly-N-Acetylglucosamin-hydrolysierendes Enzym, unter paralleler Verwendung von synthetischen Peptidbibliotheken und Phagendisplay-Bibliotheken Peptide bzw. Peptidderivate auffinden, welche an Chitinase binden und die Aktivität des Enzyms hemmen. Durch komplette Substitutionsanalysen jeder Peptidposition wird die Bedeutung einzelner Reste für die Wechselwirkung mit dem Protein ermittelt. Als Modelle stehen zur Verfügung eine pflanzliche Chitinase (aus Phaseolus vulgaris) sowie die Chitinase eines parasitischen Wurms (Onchocerca volvulus). Optimierte Chitinase-Inhibitoren auf Peptidbasis lassen gegenüber konventionellen klassenspezifischen Chitinase-Inhibitoren wie Chitobiose oder Allosamidin eine höhere Spezifität gegenüber einzelnen Chitinasen erwarten, z.B. könnten auf diesem Wege Chitinasen humanpathogener Pilze oder Filarien ohne Funktionsbeeinträchtigung der humanen Chitinase neutralisiert werden. D-Peptide bilden diesbezüglich aufgrund ihrer Proteolysestabilität ein besonders interessantes Repertoire. Zur weiteren Charakterisierung der erwarteten Wechselwirkungen sind Strukturmodellierungen (flexibles Docking) sowie die Kristallisation und Röntgenkristallstrukturanalyse von Chitinase/Inhibitor-Komplexen vorgesehen.