Forschungsschwerpunkte - Gruppe Becker
Synthese und Semisynthese von (Membran-) Proteinen mit selektiven Modifikationen
- Manipulation von Proteineigenschaften durch Modifikation mit Polymeren, Glycanen und anderen posttranslationalen Modifikationen
- Stabilisierung von Proteinen und Schaffen neuer Grundstrukturen für peptid- und proteinbasierte Therapeutika und Diagnostik
- Zugang zu membranständigen oder -assoziierten Proteinen mit seltenen und/oder multiplen posttranslationalen Modifikationen
- Analyse dieser Proteine und ihrer Modifikationen hinsichtlich ihrer Rolle bei Proteinfaltung, Funktion und Krankheitsbild
- Überschreiten der bisherigen Grenzen chemischer Proteinsynthese hin zu größeren (Membran-) Proteinen
Schematische Darstellung einer Native Chemical Ligation (NCL) bei der synthetische und/oder rekombinant hergestellte Peptidfragmente miteinander verknüpft werden
Beispiel eines mit NCL hergstellten Moleküls: PrP-GPI - Prion Proteine (PrP) sind mithilfe von GPI-Ankern in der Zellmembran befestigt und bei der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt
Tau Proteine sind aufgrund ihres Aggregationsverhaltens bei der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt (u.a. Alzheimer). Die Abbildung zeigt, dass ein durch Semisynthese hergestelltes, modifiziertes Tau Protein ein verändertes Aggregationsverhalten zeigt
Cover Picture: Impaired Chaperone Activity of Human Heat Shock Protein Hsp27 Site-Specifically Modified with Argpyrimidine (M. Matveenko 2016)
Immobilisierung funktionaler Proteine
- Anbringen von (Bio-) Polymeren und Inkorporation posttranslationaler Modifikationen, um funktionale Proteine auf Oberflächen und in Partikeln zu immobilisieren
- Optimierung der Eigenschaften von Nanopartikeln für unterschiedliche Anwendungen wie der zielgerichteten Arzneimittelabgabe oder als Verstärker der Immunreaktion bei Impfungen
Peptide mit Silica-präzipitierenden Eigenschaften (ursprünglich aus der Kieselalge) werden verwendet um Wirkstoffe in Silica-Partikeln zu verpacken. Dies ermöglicht u. a. eine zielgerichtetere und zeitlich verzögerte Abgabe von Therapeutika bzw. eine Verstärkung der Immunstimulation durch Impfstoff-Antigene
Scanning Electron Microscopy (SEM) Aufnahme von Nanopartikeln, welche durch Silica-Precipitation hergestellt wurden
Transmission Electron Microscopy (TEM) Aufnahme von Nanopartikeln, welche durch Silica-Precipitation hergestellt wurden
Nano-Discs werden verwendet um hydrophobe Membranproteine wasserlöslich zu machen. Phospholipide und MSP Proteine (grün) stabilisieren das Membranprotein und sorgen für eine hydrophile Oberfläche. Die Silica-präzipitierenden Eigenschaften des R5 Peptids (gelb), welches an MSP angeheftet ist, werden genutzt um Nano-Discs in Silica-Partikel zu verpacken
Im Projekt "Silavac" wird versucht aus den Proteinen der marinen Kieselalge potenzielle Impfstoffverstärker herzustellen.
Synthetische Immunstimulatoren für die gezielte Immuntherapie
- Herstellung von synthetischen Immunstimulatoren mit unterschiedlichen Binder- und Effektorpeptiden mittels SPPS
- Markierung mit Fluoreszenzfarbstoffen und Biotin um die selektive Bindung an der Oberfläche von Krebszellen zu untersuchen
- Optimierung der Bindungseigenschaften und der Fähigkeit eine gezielte Immunantwort auszulösen
Biologische Antikörper im Vergleich zu synthetischen Immunstimulatoren
Fluoreszenz Mikroskopie Aufnahme: Bindung von synthetischen Immunstimulatoren an humane Zellen
Herstellung von synthetischen Immunstimulatoren mittels Ligation von immunstimulierenden Molekülen mit Peptiden, die spezifisch an Krebszellen binden.
Cover Feature: Synthetic Cancer-Targeting Innate Immune Stimulators Give Insights into Avidity Effects (A. C. Conibear 2018)