Die physiologische Funktion der "low molecular weight" - Protein-Tyrosin-Phosphatase: Untersuchungen an der Grenzfläche zwischen Chemie und Biologie

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An Signaltransduktionsprozessen beteiligte Proteine werden in ihrer Aktivität häufig über Tyrosin-Phosphorylierung reguliert. Schlüsselenzyme dieses Regulationsprinzips sind Protein-Tyrosin-Phosphatasen (PTPs), die Phosphatgruppen von Tyrosin-Resten abspalten können und deren Aktivität meist selbst durch Tyrosin-Phosphorylierung reguliert ist. Im Zentrum dieses Forschungsprojektes steht die "low molecular weight"-PTP (LMWPTP), deren physiologische Funktion und Katalysemechanismus durch Kombination von chemischen, biochemischen und zellbiologischen Methoden erforscht werden soll. Dazu werden semisynthetische LMW-PTPs (sLMW-PTPs) durch "Expressed Protein Ligation" (EPL) hergestellt, so dass im synthetischen Teil in unterschiedlichen Versuchsreihen drei relevante Reste durch ausgewählte nicht-proteinogene Aminosäuren ausgetauscht werden. Die beiden regulatorischen Tyrosin-Reste der LMW-PTP werden durch nicht-hydrolysierbare Phospho-Tyrosin-Analoga ersetzt. Die physiologische Auswirkung dieser definierten Phosphorylierungen wird durch biochemische Charakterisierung und Mikroinjektion der sLMW-PTPs in Säugetierzellen untersucht. Durch den Austausch des an der Katalyse beteiligten Aspartat-Restes gegen annähernd iso-strukturelle Aspartat-Analoga mit veränderten chemischen Eigenschaften sollen Einblicke in den genauen Reaktionsmechanismus der LMW-PTP gewonnen werden. Schließlich sollen Photochrosslinker enthaltende sLMW-PTPs zur Identifikation noch unbekannter Interaktionspartner präpariert werden.