Dokument: Charakterisierung und gezielte Eliminierung von toxischen Proteinaggregaten

Titel:	Charakterisierung und gezielte Eliminierung von toxischen Proteinaggregaten
Weiterer Titel:	Characterization and specific removal of toxic protein aggregates
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=35416
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20150916-151417-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. Brener, Oleksandr [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 37,51 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 16.09.2015 / geändert 16.09.2015
Beitragende:	Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter] Prof. Dr. Groth, Georg [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	In dieser Arbeit wurde die Charakterisierung und gezielte Eliminierung von toxischen Proteinaggregaten, am Beispiel der für die Pathogenese der Alzheimer-Krankheit (AD) verantwortlichen Amyloid-β (Aβ) Oligomere, behandelt. Als Wirkstoffkandidaten dienten zunächst mit Phagen-Display bzw. mit Spiegelbild-Phagen-Display auf Aß-Bindung selektierte L- und D-Peptide (L3 und D3). Eine Fraktionierung der mit D3 oder L3 inkubierten Aβ-Lösungen mittels Dichtegradientenzentrifugation (DGZ) und nachfolgender Analyse durch SDS-PAGE zeigte, dass D3 in der Lage ist, in substöchiometrischer Konzentration den Gehalt von Aβ-Oligomeren bestimmter Größe zu reduzieren. In äquimolarer Konzentration von D3 oder L3 werden Aß- Oligomere vollständig eliminiert. Durch Fluoreszenzmarkierung des D3 mit FITC konnte gezeigt werden, dass die eliminierten Aβ-Oligomere mit D3 zu hochmolekularen Komplexen reagieren. Diese Komplexe sind nicht amyloid. Da D3 auch zu einer Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten in einem AD-Mausmodell führte, wird vermutet, dass seine Eigenschaft in vitro Aβ-Oligomere zu eliminieren, auch für die beobachtete in vivo Wirksamkeit von Bedeutung ist. Um diese Hypothese zu überprüfen und effizientere Wirkstoffe gegen Aβ-Oligomere und somit gegen AD zu entwickeln, wurden unterschiedliche D3-Derivate entworfen. Gleichzeitig wurde das auf der DGZ basierende Testsystem zu einem quantitativen Assay mit hoher Reproduzierbarkeit und Wiederfindungsrate für das eingesetzte Aβ weiterentwickelt, mit dem der Einfluss der D3-Derivate auf die Aß-Aggregatgrößenverteilung untersucht werden konnte. Dazu wurde die auf einer DGZ basierende Fraktionierung der Aβ-Aggregate mit einer Umkehrphasen-HPLC-Analytik unter vollständig denaturierenden Bedingungen kombiniert. Mit diesem Testsystem wurden nun viele D3-Derivate auf die Verringerung von Aβ- Oligomeren getestet. Ein „Head to Tail“ Dimer des D3 (D3D3) erwies sich im Vergleich zu D3 als effektiver bezüglich dieser Eigenschaft, wodurch die Hypothese, dass D3D3 dank der höheren Avidität eine höhere Wirksamkeit zeigen sollte, bestätigt wurde. Die höhere Effektivität von D3D3 gegenüber D3 ließ sich ebenfalls im Tiermodell aufgrund verbesserter kognitiver und motorischer Fähigkeiten wiederfinden. Diese Ergebnisse legten nahe, dass mit dem entwickelten in vitro Testsystem die Wirksamkeit von Wirkstoffen, welche Aβ-Oligomere als Target haben, im Tiermodell vorhergesagt werden kann. Mit diesem Verfahren gelang es weitere Derivate des D3, welche neben der Dimerisierung, gezielte Sequenzänderungen, auch Zyklisierungen und kovalente Kopplungen an andere Wirkstoffkandidaten erzeugt wurden, erfolgreich für weitere Charakterisierungen im Tiermodell vorzuselektieren. Die durch Zugabe von D3 und seinen Derivaten eliminierten Aβ- Oligomere wurden biophysikalisch und biochemisch charakterisiert. So konnte gezeigt werden, dass diese Moleküle für humane Neuroblastom-Zellen toxisch sind, überwiegend aus β- Faltblättern bestehen, sich jedoch strukturell von Fibrillen unterscheiden. Ein im Laufe dieser Arbeit etabliertes AFM-Abbildungsverfahren von Aβ-Oligomeren in Lösung zeigte, dass diese Oligomere aus ca. 23 Monomer-Einheiten bestehen.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Physikalische Biologie
Dokument erstellt am:	16.09.2015
Dateien geändert am:	16.09.2015
Promotionsantrag am:	19.06.2014
Datum der Promotion:	19.09.2014