ERC Synergy Grant für ehemaligen MPSD-Postdoc rückt Dynamik in den Mittelpunkt

Die Wechselwirkungen zwischen Molekülen sind die Grundlage des Lebens. Auch die Proteine in unserem Körper sind nichts anderes als Moleküle mit hochspezialisierten Funktionen. Sie übernehmen wichtige Aufgaben, wie z.B. die Aufspaltung von Nahrung für unseren Energiestoffwechsel, den Transport von lebenswichtigen Stoffen oder die Übertragung von Signalen zwischen Zellen. Doch wie sieht es eigentlich aus, wenn ein Protein auf ein anderes Molekül trifft und dieses bindet? Das Verständnis dieses Prozesses ist wichtig, um Proteine mit maßgeschneiderten Funktionen für die Biotechnologie oder für medizinische Anwendungen zu entwerfen, um die Wirksamkeit von Medikamenten zu verbessern und Nebenwirkungen zu verringern und vieles mehr.

Der ehemalige MPSD-Wissenschaftler Eike C. Schulz ist Teil eines deutsch-dänisch-schwedischen Forschungsteams, das nun einen mit €8,7 Millionen dotierten ERC Synergy Grant erhalten hat, um diesen schwer fassbaren Prozess zu erforschen. Im Rahmen des neuen DynaPLIX-Forschungsprojekts werden fortschrittliche Kristallographie-, Spektroskopie- und Simulationstechniken eingesetzt, um Veränderungen in den Proteinen bei jedem Schritt ihres Bindungsprozesses zu erfassen.

Traditionell basiert unser Bild von Proteinen auf statischen Strukturmodellen. Während seiner Zeit am MPSD hat Eike jedoch Werkzeuge und Methoden für die zeitaufgelöste serielle Kristallographie entwickelt – ein bahnbrechender Ansatz, der es ermöglicht, die Aktivität von Proteinen zu beobachten, während sie ihre Funktionen ausüben. Auf der Grundlage dieses Ansatzes will er unter Anderem die molekularen Mechanismender Antibiotikaresistenz verstehen und hat kürzlich sein eigenes Labor am Universitätsklinikum HamburgEppendorf eröffnet.

Im DynaPLIX Projekt wird Eike gemeinsam mit Mikael Akke von der Universität Lund und Kresten Lindorff-Larsen von der Universität Kopenhagen untersuchen, wie Proteine während des Bindungsprozesses eines Liganden von einem Strukturzustand in einen anderen wechseln - eine besonders anspruchsvolle Forschungsfrage. Drei Methoden bilden die Eckpfeiler des Projekts: Die zeitaufgelöste serielle Kristallographie, NMR-Spektroskopie sowie MD-Simulationen. Mit diesen komplementären Methoden wollen sich die DynaPLIX-Forscher auf die Dynamik von Proteinen konzentrieren und damit einen neuen Ansatz der „integrativen biomolekularen Dynamik“ etablieren, der es ermöglicht, schwierige Fragen zu beantworten – eben etwa wie Liganden an Proteine binden. Liganden sind in diesem Zusammenhang alle Moleküle, die an ein Protein von Interesse binden können. Dies könnten Stoffwechselprodukte im Körper sein, aber natürlich auch Arzneimittelmoleküle, die zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist das Verständnis der Bindung von besonderem Interesse, da es ermöglicht, Medikamente zu entwickeln, die effizienter binden.

„Ich bin mehr als erfreut, dass unser Team diesen prestigeträchtigen Forschungsgrant erhalten hat“, sagt Eike. „Diese Frage hat viele Gruppen jahrelang beschäftigt und kann eindeutig nicht von einer einzelnen Gruppe allein beantwortet werden. Die ERC Synergy-Förderung ermöglicht es uns, die jeweiligen Methoden miteinander zu verbinden und wir hoffen, dass sie so zu mehr als der Summe ihrer Teile werden. Wir alle sind zuversichtlich, dass unser gemeinsamer Ansatz neue Wege eröffnen wird, die auch auf viele andere Forschungsfragen angewendet werden können."

 

Über DynaPLIX

DynaPLIX steht für Dynamics of Protein-Ligand Interactions. Das Projekt wird durch einen ERC Synergy Grant in Höhe von 8,7 Millionen Euro über einen Zeitraum von sechs Jahren finanziert. Die Projektteilnehmer sind: Professor Mikael Akke von der Abteilung für biophysikalische Chemie, Center for Molecular Protein Science, Fachbereich Chemie, Universität Lund; Professor Kresten Lindorff-Larsen vom Linderstrøm-Lang, Centre for Protein Science, Fachbereich Biologie, Universität Kopenhagen; und Dr. Eike-Christian Schulz vom Zentrum für experimentelle Medizin, Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf.

ERC Synergy Grants

Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) fördert exzellente Forschung in allen Bereichen der Wissenschaft durch umfassende und langfristige Finanzierung.

Der ERC unterstützt Spitzenforschung, multidisziplinäre und interdisziplinäre Forschungsprojekte und bahnbrechende Ideen in neuen und aufkommenden Bereichen.

ERC Synergy Grants richten sich an kleine Teams herausragender Forscher*innen, die an einem gemeinsamen Forschungsprojekt zusammenarbeiten möchten.

 

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