Universität Duisburg-Essen: Fortschritte in der Krebsbekämpfung

Weil es eine zen­trale Rolle beim Wach­s­tum von Kreb­szellen spielt, wird es das „Überlebensprotein“genannt: Sur­vivin bee­in­flusst gle­ich zwei wichtige Prozesse in Kör­perzellen – den Zell­tod sowie die Zell­teilung. Chemik­ern und Biolo­gen der Uni­ver­sität Duis­burg-Essen (UDE) ist es nun gelun­gen, ein pass­ge­naues Molekül zu entwick­eln, welch­es das Eiweiß­molekül an ein­er definierten Stelle binden und auss­chal­ten kann. Die Fachzeitschrift „Nature Com­mu­ni­ca­tions“ berichtet.

Pro­teine, umgangssprach­lich auch Eiweiße genan­nt, steuern nahezu alle lebenswichti­gen Vorgänge in unseren Kör­perzellen. Wenn sie nicht kor­rekt funk­tion­ieren, zu viel oder zu wenig vorhan­den sind, kann dies zu krankhaften Prozessen führen. Ein Beispiel sind Kreb­serkrankun­gen, bei denen oft fehler­haft aktivierte Pro­teine eine Rolle spie­len. Diese Pro­teine sind deshalb wichtige Ziele für die Wirk­stoff­suche in der bio­medi­zinis­chen Forschung.
Jedoch gibt es eine Vielzahl von Pro­teinen, die ein­fach keine passenden Angriff­spunk­te bieten, um einen herkömm­lichen Wirk­stoff andock­en zu lassen. Deshalb entwick­eln Wis­senschaftler des UDE-Son­der­forschungs­bere­ichs 1093 kleine, außergewöhn­liche Moleküle, soge­nan­nte supramoleku­lare Lig­an­den, die pass­ge­nau an deren Ober­fläche binden können.

Moleküle blockieren entscheidende Stelle des Proteins

Nun ist es dem Wis­senschaftlerteam um Prof. Shirley Knauer, Prof. Elsa-Sanchez-Gar­cia und Prof. Thomas Schrad­er gelun­gen, mit solchen maßgeschnei­derten Molekülen auf eine kri­tis­che Schnittstelle zu zie­len, die für das Über­leben von Kreb­szellen wichtig ist.

„Das Pro­tein Sur­vivin kommt eigentlich im gesun­den, erwach­se­nen Organ­is­mus kaum vor. Bei Kreb­szellen wird dessen Pro­duk­tion jedoch hochgefahren.“
— Prof. Shirley Knauer

Mit einem maßgeschnei­derten kün­stlichen Lig­an­den kon­nten die Wis­senschaftler genau die Stelle des Sur­vivins block­ieren, die für seine Aktivierung und den Trans­port aus dem Zel­lk­ern ver­ant­wortlich ist und das Pro­tein somit „auss­chal­ten“.
Jedes Pro­tein hat eine einzi­gar­tige, bewegliche, drei­di­men­sion­ale Struk­tur mit ein­er zerk­lüfteten Ober­fläche, die Schleifen und Nis­chen aus­bilden kann. Das Team um Sanchez-Gar­cia fand durch rech­n­ergestützte Analy­sen der Pro­tein-Ober­fläche her­aus, dass sich die wichtige Schnittstelle auf ein­er geord­neten, aber etwas dynamis­chen Schleife befind­et. Mit diesen Infor­ma­tio­nen und ergänzen­den Struk­tu­r­analy­sen kon­nten die Chemik­er um Schrad­er den Lig­an­den für diese beson­ders schwierige Ober­fläche entwickeln.