Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Labor BCBT

Weiteres

Login für Redakteure

Forschung

Forschungsziele des Kastritis-Labors für Biomolekulare Forschung

Enzymopathien sind Stoffwechselstörungen, die oft genetisch bedingt  durch fehlende oder defekte Enzyme hervorgerufen werden. Damit solche  defekten Enzyme verhindert, bekämpft oder repariert werden können, ist  es wichtig, ihre Struktur, Funktion und Wechselwirkungen und die  Komplexe, die sie bilden, idealerweise in ihrem nativen zellulären  Kontext aufzuklären.

In ihrer nativen Zellumgebung sind Enzyme weder isoliert noch  zufällig verteilt. Stattdessen ko-kompartimentieren sie und interagieren  oft transient, um Superkomplexe (allgemein als Metabolon bezeichnet) zu  bilden. Durch die Bildung eines Metabolons kann das Zwischenprodukt  eines Enzyms direkt an die aktive Stelle des im Stoffwechselprozess  nachfolgenden Enzyms weitergeleitet werden. Ihre Rolle und Existenz  waren jahrelang biochemisch bekannt, aber aufgrund ihrer schieren Größe  und transienten Natur bleibt die Aufklärung ihrer molekularen  Organisation eine Herausforderung. Traditionelle Methoden der  Strukturbiologie haben uns dabei geholfen, die Struktur und Funktion der  einzelnen Enzyme zu verstehen, nicht aber ihre übergeordnete Anordnung  und ihre Grenzflächenbildung aufgeklärt.

Mein Forschungsziel ist es, die molekulare Architektur von  Metabolonen durch die Integration struktureller, biophysikalischer,  biochemischer und bioinformatischer Methoden zu verstehen. Dieser  multidisziplinäre Ansatz zielt darauf ab, die molekularen Mechanismen  der Zellatmung in atomaren Details aufzuklären. Langfristig sollen mit  diesen Methoden die wichtigen zellulären Metabolons erkannt, ihre  Komponenten sichtbar gemacht und die Wechselwirkungen zwischen den  Molekülen, die diese Aggregate bilden, untersucht werden.

Diese Forschung wird letztlich nicht nur für die Zellatmung neue  entscheidende Erkenntnisse liefern, sondern auch eine völlig neue  Sichtweise auf die Zellmechanismen im Allgemeinen bieten. Das ungelöste  Rätsel der zeitlichen und räumlichen Synchronisation einer Vielzahl von  Protein-Untereinheiten zur Erfüllung einer bestimmten Zellfunktion kann  durch die Bildung von Superkomplexen aufgeklärt werden. Diese  beispiellosen Einheiten bieten einen völlig neuen Weg für ein gezieltes  Wirkstoffdesign. Anstatt auf die aktiven Zentren der einzelnen  Untereinheiten zu zielen, die viele physikalische und chemische  Eigenschaften aufweisen und somit die Spezifität beeinträchtigen, stelle  ich mir eine therapeutische Strategie vor, die auf die Schnittstelle  zwischen Proteinen im Superkomplex abzielt, die wahrscheinlich  einzigartig sind.

Zum Seitenanfang