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Mathes, Ruth (2006): Genetische und molekularbiologische Analyse der Interaktion der Src-Kinase Hck mit dem niedermolekularen Inhibitor PP1. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Kristallstrukuturuntersuchungen zur dreidimensionalen Struktur der Src-Kinase Hck im Komplex mit dem Tyrosinkinasen-Inhibitor PP1 haben gezeigt, dass die Zusammensetzung der Aminosäuren an verschiedenen Positionen kritisch für die Sensitivität von Kinasen gegenüber diesem Inhibitor sein können. In dieser Arbeit sollten die für die Bindung von PP1 und Hck relevanten Aminosäuren identifiziert werden und gezeigt werden, dass Hck direkt durch PP1 inhibiert wird. Es sollte ein System entwickelt werden, dass zur Selektion niedermolekularer Kinase-Inhibitoren dient. In dieser Arbeit wurden PP1-insensitive Punktmutanten von Hck hergestellt. Die untersuchten Aminosäure-Positionen innerhalb von Hck begrenzen zum einem den Eingang zu einer hydrophoben Tasche (Position 338 und 403), zum anderen liegen sie innerhalb dieser Tasche (Positionen 314, 323, 325 und 336). Diese Positionen wurden durch Aminosäuren mit längeren oder polaren Seitenketten ersetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die mutierten Positionen innerhalb der hydrophoben Tasche nicht wesentlich an der Bindung zu PP1 beteiligt sind. So zeigt zwar die Mutation zu Phenylalanin an den Positionen L325 und I336 Wildtyp-Aktivität, allerdings ist bei keiner der Taschen-Mutanten Inhibitor-Resistenz gegenüber PP1 nachweisbar. Die meisten der untersuchten Eingangs-Mutanten (Position 338 und 403) zeigen eine dem Wildtyp Hck vergleichbare Aktivität. Allein die Position 388 konnte als einzige Spezifitätsdeterminante von Hck für den Inhibitor PP1 identifiziert werden, da die Mutation dieser Aminosäuren zu einer erheblichen Reduktion der Sensitivität der Kinasen gegenüber PP1 führte. Die Position 403 hingegen wird nicht als Spezifitätsdeterminante von PP1 anerkannt, da die Mutanten sensitiv gegenüber PP1 sind. Zusammengefasst zeigen die Daten, dass PP1 die Src-Kinase Hck direkt über die Bindung in die hydrophobe Tasche in Nachbarschaft zur ATP-Bindungsstelle inhibiert. Das etablierte System der Mutation einer Aminosäureposition, die entscheidend die Bindung eines Inhibitors beeinflusst, kann nützlich sein, um die biologische Potenz von Inhibitoren und deren Zielstruktur-Spezifität zu untersuchen. Es kann zudem für die Spezifizierung und Optimierung von Kinase-Inhibitoren herangezogen werden.