Prof. Dr. Dimitrios Tsikas, Copyright: Dimitrios Tsikas / Toxikologie / MHH

Leiter der Arbeitsgruppe:

Prof. Dr. rer. nat. Dimitrios Tsikas

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Gebäude J02, Ebene H0, Raum 1280

 

Mitglieder der Arbeitsgruppe:

Bibiana Beckmann (PTA)
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Svetlana Baskal (M.Sc.)
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Gorig Brunner (Gast-Professor)
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Forschung

Post-translationale Modifikationen

Nach ihrer Translation (Biosynthese) erfahren Proteine an ihrem Entstehungsort und in ihren Zielorganen(ellen) verschiedene enzymatische und nichtenzymatische, reversible und nichtreversible  Modifikationen, daher der Ausdruck Post-translationale Modifikationen (PTM). PTM sind zahlreich und betreffen praktisch alle proteinogenen Aminosäuren. Die Funktionen von einigen wenigen post-translational modifizierten Proteinen sind lange bekannt und gut untersucht (z.B. Phosphorylierung, Glycosylierung). Die Funktionen einer Vielzahl von post-translational modifizierten Proteinen sind dagegen kaum verstanden, nicht zuletzt aufgrund ihrer schweren Zugänglichkeit für geeignete analytische Techniken wie der Massenspektrometrie-basierten Proteomics. Zu den PTM zählt die enzymatische N-Methylierung von L-Arginin (NG-Methylierung) und L-Lysin (Ne-Methylierung) und die enzymatische Citrullinierung von L-Arginin. Besser als die modifizierten Proteine selbst sind die durch Proteolyse-freigesetzten modifizierten (z.B. NG-methylierten, L-Citrullin) Aminosäuren und deren Metaboliten untersucht. Diese sind sehr viel leichter zugänglich an bereits lange existierenden instrumentellen Methoden wie die Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS). Die quantitative Bestimmung solcher niedermolekularen Substanzen, der sog. Biomarker, in biologischen Proben (Blut, Urin, Speichel, Gewebe) von gesunden und erkrankten Personen erlaubt ein besseres Verständnis von Erkrankungen (Entstehung, Progression, Therapie).

In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir in Kooperation mit nationalen und internationalen Forschergruppen die PTM-Methylierung von Arginin und Lysin sowie die PTM-Hydroxylierung von Prolin in klinischen und klinisch-pharmakologischen Studien mit Fokus auf renale, kardiovaskuläre, gastrointestinale und rheumatische Erkrankungen. In tierexperimentellen Modellen von Human-Erkrankungen wie z.B. von Typ I Diabetes Mellitus untersuchen wir PTM unter verschiedenen Bedingungen (z.B. Induktion und Therapie der Krankheit). Im Fokus unserer Untersuchungen sind leicht zugängliche Blutzellen wie der Erythrozyt. Unsere LC-MS/MS- und GC-MS-Analysen zeigen, dass Struktur-Proteine teilweise in hohem Maße NG-methyliert sind. Vermutlich spielen die PTM von Zellmembran-Proteinen des Erythrozyten eine wichtige Rolle sowohl für die Stabilität der Zellmembran als auch für die Fließeigenschaft des Erythrozyten im Blutkreislauf.