Auf der Suche nach neuen Rezeptoren für Lipocaline

Lipocaline sind Proteine, die wasserunlösliche Moleküle binden und in die Zelle transportieren. Sie kommen in praktisch allen Lebewesen vor und sind in eine Reihe wichtiger physiologischer Prozesse eingebunden. Ihr Aufbau ähnelt einem Trichter bzw. Kelch. In diesem Trichter können wasserunlösliche Substanzen aufgenommen werden, die nach dem Verschließen mit einer deckelartigen Molekülstruktur und dem Andocken an Rezeptorproteine in die Zellen befördert werden. Bisher wurden fünf verschiedene Lipocalin-Rezeptoren identifiziert, darunter ein Rezeptor für das Lipocalin Lcn-1, der von unserer Gruppe gefunden wurde. Allerdings sind die Rezeptoren für viele wichtige Lipocaline noch unbekannt. Das Ziel dieses Projektes ist es weiter Lipocalin-Rezeptoren zu finden und zu charakterisieren, wobei wir uns primär auf Rezeptoren des Menschen konzentrieren wollen. In einem ersten Teilprojekt ist geplant mit Hilfe biochemischer Methoden (in vivo cross- linking, Affinitätschromatographie und Massenspektrometrie) zelluläre Rezeptoren für die Lipocaline ApoD, Can f 1 und Fel d 4 zu identifizieren. ApoD ist ein Lipocalin das eine wichtige Rolle im Alterungsprozeß und bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen spielt. Man weiß, daß dabei die Bindung an Rezeptoren eine wichtige Rolle spielt. Can f 1 und Fel d 4 sind zwei Hauptallergene von Hund und Katze. In Vorversuchen konnten wir zeigen, daß diese Allergene über einen Rezeptor- vermittelten Prozeß von Antigen-präsentierenden Zellen aufgenommen werden. Dies könnte einen wichtigen Mechanismus zur Auslösung von Allergien darstellen. Ein weiteres Teilprojekt befaßt sich mit der Identifizierung von Rezeptoren für sogenannte OBP Proteine. Diese binden Geruchs- und Geschmackstoffe, und man vermutet, daß sie diese zu Rezeptoren bringen oder für ein sogenanntes Receptor-clearing verantwortlich sind. Da nicht bekannt ist welche Zellen Rezeptoren für OBP exprimieren, wollen wir für unsere Untersuchungen eine Phage-display basierte Technik einsetzen, wie sie bereits erfolgreich für die Identifikation des Lcn-1 Rezeptors verwendet wurde. Durch Herstellung rekombinanter Proteine wollen wir die identifizierten Rezeptoren dann mit biochemischen Methoden (z.B. Surface Plasmon Resonance) weiter charakterisieren und ihre Ligandenspezifität untersuchen. Dazu werden wir ein Set bekannter gereinigter Lipocaline des Menschen als Liganden verwenden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen wichtige neue Erkenntnis über die Struktur und Funktion von Lipocalin-Rezeptoren erbringen. Dies würde auch dazu beitragen die physiologische Funktion wichtiger Lipocaline besser zu verstehen. Die Identifizierung solchen Rezeptoren könnte allerdings auch große medizinische Bedeutung haben. So könnte etwa die Kenntnis über Rezeptoren für Lipocalin-Allergene zu neuen therapeutischen Ansätzen in der Behandlung von Allergien führen, und die Kenntnis über ApoD Rezeptoren könnte für die Behandlung von Krankheiten des ZNS wichtig sein.

Lipocaline sind Proteine, die wasserunlösliche Moleküle binden und in die Zelle transportieren. Sie kommen in praktisch allen Lebewesen vor und sind in eine Reihe wichtiger physiologischer Prozesse eingebunden, da Sie eine Vielzahl von unterschiedlichen Molekülen binden können. Ihr Aufbau ähnelt einem Trichter bzw. Kelch. In diesem Trichter können wasserunlösliche Substanzen aufgenommen werden, die nach dem Verschließen mit einer deckelartigen Molekülstruktur und dem Andocken an Rezeptoren in die Zellen befördert werden. Allerdings sind bisher nur wenige dieser Rezeptoren bekannt. Das Ziel dieses Projektes war daher, weitere Lipocalin-Rezeptoren zu finden und zu charakterisieren. Mit Hilfe biochemischer und zellbiologischer Methoden konnten wir tatsächlich eine neue Gruppe von Rezeptoren für Lipocaline identifizieren. Es handelt sich dabei um Heparan Sulfat Proteoglykane (HSPG), die auf vielen eukaryontischen Zellen vorkommen. Die Aufnahme von Lipocalinen in Zellen über diese HSPGs ist insofern auch von Bedeutung, da über diesen Mechanismus auch externe Lipocaline, z.B. ß-Lactoglobulin oder auch Allergene in menschliche Zellen aufgenommen werden können.