System-wide identification of novel, bioactive substrates of matrix metalloprotease (MMP)-2 and dissection of a novel MMP-2 activation pathways

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Matrix Metalloproteasen (MMPs) bauen Komponenten der extrazellulären Matrix ab und vermitteln zelluläre Signale durch gezieltes Prozessieren bioaktiver Peptide und Proteine. MMP-2 Expression und Aktivität korrelieren mit Tumorgenese und MMP-2 trägt zu Metastasierierung durch Kollagen IV Abbau bei. Das MMP-2 in vivo Substratspektrum ist weitgehend unbekannt, insbesondere bei bioaktiven, signalvermittelnden Proteinen. Mittels funktioneller Proteomik werden systemweit neuartige MMP-2 Substrate aus biologischen Proben identifiziert, wobei immobilisierte MMP-2 Hemopexindomänen als Köder dienen. Diese Proteindomänen sind an der Substratbindung beteiligt, ohne katalytisch aktiv zu sein. Gebundene Proteine werden mittels Massenspektrometrie identifiziert und auf MMP-2 Proteolyse getestet. MMP-2 Prozessierung neuartiger, bioaktiver Substrate wird zellbiologisch und mittels in vivo Modellen auf physiologische Relevanz untersucht. Auf ähnliche Art wurde die Regulation arthritischer Entzündungen durch MMP-2 nachgewiesen. Analoge Screeningverfahren werden in diesem Projekt auch benutzt, um Proteinkomponenten eines neuartigen Aktivierungsweges für proMMP-2 zu identifizieren (Aktivierung durch membrane-type-2 MMP ). MMP-2 ist ein attraktives Ziel für Medikamente in der Krebsbehandlung und dieses Projekt trägt dazu bei, wirksame Arzneimittel mit verminderten Nebenwirkungen zu entwickeln.