Rekombinante humane Laktoperoxidase und Eosinophile Peroxidase
- Lebensmittel, Ernährung, Gesundheit
- Biotechnologie
- Forschungscluster "Bioindustrielle Technologien"
Abstract
Im menschlichen Köper gibt es verschiedene Häm-Peroxidasen, die in der unspezifischen Immunabwehr eine wichtige Rolle spielen. Laktoperoxidase (LPO) findet man beispielsweise in der Muttermilch, im Speichel und in der Tränenflüssigkeit. Eosinophile Peroxidase (EPO) kommt in speziellen weißen Blutzellen, den sog. Eosinophilen, in hoher Konzentration vor und wird bei Befall des menschlichen Körpers mit Parasiten ausgeschüttet. Beide Enzyme produzieren durch Oxidation von Halogeniden und Thiocyanat antimikrobiell wirkende Oxidationsmittel. Auf der anderen Seite wird spekuliert, dass beide Proteine an der Entstehung von Krankheiten beteiligt sind. Laktoperoxidase beispielsweise soll durch Oxidation von Arzneimitteln oder körperfremden Stoffen an der Entstehung von Brustkrebs beteiligt sein, während EPO eine wichtige Rolle bei allergischen und chronischen Atemwegserkrankungen (z.B. Asthma) zu spielen scheint. Vor allem aufgrund des beschränkten Zugangs zu natürlichen Quellen und die schwierige Reinigung, sind allerdings sowohl die funktionalen als auch strukturellen Eigenschaften von beiden humanen Enzymen weitgehend unbekannt. Basierend auf unserer Erfahrung in der Expression verwandter Proteine in produzierenden Säugetierzelllinien, ist uns kürzlich die gentechnische Herstellung von (rekombinanter) humaner Laktoperoxidase gelungen. Erste Versuche in der Produktion rekombinanter humaner EPO sind ebenfalls vielversprechend. Nach Optimierung der Produktion und Evaluierung alternativer Klonierungsstrategien und Produktionszelllinien sollen beide Oxidoreduktasen in hoher Ausbeute produziert werden. Mit Hilfe dieser Modellprotein können dann erstmals umfangreiche Struktur-Funktionsbeziehungen durch eine Kombination von molekularbiologischen, biochemischen und biophysikalischen Methoden durchgeführt werden. Mit Hilfe der UV-Vis und Resonanz-Ramanspektroskopie werden Hämstruktur- und Umgebung, sowie Oxidations- und Spinzustand des Hämeisens untersucht. Spektroelektrochemische Untersuchen werden Rückschlüsse auf die Reduktionspotentiale relevanter Redoxpaare erlauben. Mittels Multimixing-Stopped-flow-Spektroskopie in Kombination mit Mutagenese sollen schließlich die Mechanismen der Liganden bzw. Substratbindung im aktiven Zentrum als auch sämtliche Redox-Teilreaktionen des Halogenid- und Peroxidasezyklus aufgeklärt werden. Parallel wird versucht beide Proteine zu kristallisieren und ihre Struktur mittels Röntgenbeugung aufzuklären. Die Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit drei renommierten Gruppen in Italien und Spanien durchgeführt. Diese Forschungen sind nicht nur die notwendige Basis für das Verständnis der physiologischen und pathophysiologischen Rolle(n) von LPO und EPO, sondern auch für die zukünftige rationale Entwicklung von spezifischen Pharmazeutika.
Publikationen
Biophysical features and thermal and conformational stability of mature dimeric and monomeric recombinant MPO (proMPO)
Autoren: Banerjee, B., Stampler, J., Furtmüller, P:G., Obinger, C. Jahr: 2009
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Evolution, structure and function of mammalian peroxidases
Autoren: Obinger, C., Zamocky, M., Stampler, J., Furtmüller, P.G. Jahr: 2009
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Conformational and thermal stability of mature dimeric human myeloperoxidase and a recombinant monomeric form from CHO cells.
Autoren: Banerjee, S; Stampler, J; Furtmüller, PG; Obinger, C; Jahr: 2011
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
(-)-Epicatechin enhances the chlorinating activity of human myeloperoxidase.
Autoren: Kirchner, T; Flemmig, J; Furtmüller, PG; Obinger, C; Arnhold, J Jahr: 2010
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Mammalian heme peroxidases - what have they got in their heme pocket
Autoren: Obinger, C., Stampler, J., Auer, M., Soudi, M., Furtmüller, PG. Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:The peroxidase-cyclooxygenase superfamily - phylogeny, structure and function
Autoren: Obinger, C. Soudi, M. Auer, M. Zamocky, M. Jakopitsch C. and Furtmüller P.G. Jahr: 2012
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Mammalian peroxidases – versatile metalloproteins of high structural and thermal stability
Autoren: Furtmüller, P.G., Banerjee, S., Stampler, J., Obinger C. Jahr: 2012
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Bovine lactoperoxidase - a versatile one- and two-electron catalyst of high structural and thermal stability.
Autoren: Banerjee, S; Furtmüller, PG; Obinger, C; Jahr: 2011
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Glycosylation pattern of mature dimeric leucocyte and recombinant monomeric myeloperoxidase: glycosylation is required for an optimal enzymatic activity
Autoren: Van Antwerpen, P., Slomianny, M-C., Zouaoui Boudjeltia, K., Delporte, C., Faid, V., Calay, D., Rousseau, A., Moguilevsky, N., Raes, M., Vanhamme, L., Furtmüller, PG., Obinger, C., Vanhaeverbeek, M., Neve, J., Michalski. J-C., Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Structure-Based Design, Synthesis, and Pharmacological Evaluation of 3-(Aminoalkyl)-5-fluoroindoles as Myeloperoxidase Inhibitors
Autoren: Soubhye, J; Prevost, M; Van Antwerpen, P; Boudjeltia, KZ; Rousseau, A; Furtmuller, PG; Obinger, C; Vanhaeverbeek, M; Ducobu, J; Neve, J; Gelbcke, M; Dufrasne, F Jahr: 2010
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Myeloperoxidase-catalyzed chlorination: the quest for the active species.
Autoren: Ramos, DR; García, MV; Canle L, M; Santaballa, JA; Furtmüller, PG; Obinger, C Jahr: 2008
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
The peroxidase-cyclooxygenase superfamily: Reconstructed evolution of critical enzymes of the innate immune system.
Autoren: Zamocky, M; Jakopitsch, C; Furtmüller, PG; Dunand, C; Obinger, C; Jahr: 2008
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
New highly stable chlorinating bacterial peroxidase with autocatalytically formed covalent heme to protein bonds
Autoren: Auer, M. Gruber, C. Bellei, M., Pirker, K., Kroiß, D., Zamocky, M. Teufer, A. S., Soudi, M., Battistuzzi, G., Obinger, C. and Furtmüller P. G. Jahr: 2013
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:The phylogenetic origin of mammalian peroxidases
Autoren: Auer, M., Teufer, S.A., Zamocky, M., Bernroitner, M., Furtmüller, P.G., Obinger, C. Jahr: 2010
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Essential Role of Proximal Histidine-Asparagine Interaction in Mammalian Peroxidases
Autoren: Carpena, X; Vidossich, P; Schroettner, K; Calisto, BM; Banerjee, S; Stampler, J; Soudi, M; Furtmuller, PG; Rovira, C; Fita, I; Obinger, C Jahr: 2009
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Redox thermodynamics of lactoperoxidase and eosinophil peroxidase.
Autoren: Battistuzzi, G; Bellei, M; Vlasits, J; Banerjee, S; Furtmüller, PG; Sola, M; Obinger, C Jahr: 2010
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Enhancement of (pseudo)halogenating activity of myeloperoxidase and lactoperoxidase by (-)-epicatechin
Autoren: Arnhold, J., Flemmig, J., Meier, S., Byun, J., Furtmüller, PG., Obinger, C. Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Mammalian peroxidases - versatile oxidoreductases of high structural and thermal stability
Autoren: Furtmüller, P. G., Banerjee, S., Stampler, J., Obinger, C. Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Myeloperoxidase attracts neutrophils by physical forces
Autoren: Klinke, A., Nussbaum, C., Kai, F., Rudolph, TK., Rudolph, v., Lau, D., Furtmüller, PG., Sperandio, M., Baldus, S., Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:The phylogenetic origin of mammalian peroxidases
Autoren: Auer, M., Zamocky, M., Bernroitner, M., Furtmüller, P.G., Obinger, C. Jahr: 2009
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Biochemical and in-vivo investigations of a peroxidase from the social amoeba Dictyostelium discoideum
Autoren: Nicolussi, A., Dunn, J. D., Bellei, M., Zamocky, M., Furtmueller, P. G., Battistuzzi, G., Soldati, T., Obinger, C. Jahr: 2017
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Bacterial heme enzyme of high structural and funtional homology with mammaian peroxidases -characterization of the first representative of a new protein family
Autoren: Auer, M. Kroiß, D. Gruber, C. Zamocky, M. Furtmüller, P.G. & Obinger, C. Jahr: 2012
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Characterization of a cyanobacterial peroxidase with homology to mammalian lactoperoxidase
Autoren: Auer, M., Teufer, S.A., Zamocky, M., Bernroitner, M., Furtmüller P.G. and Obinger C. Jahr: 2012
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Enhancing hypothiocyanite production by lactoperoxidase - mechanism and chemical properties of promotors.
Autoren: Gau, J; Furtmüller, PG; Obinger, C; Arnhold, J; Flemmig, J; Jahr: 2015
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Cloning, expression and purification of human recombinant lactoperoxidase
Autoren: Stampler, J., Furtmüller, P.G., Soudi, M., Mach, L., Obinger, C. Jahr: 2009
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Posttranslational Modification of Heme in Peroxidases – Impact on Structure and Catalysis
Autoren: Furtmüller, PG; Nicolussi, A; Auer, M; Paumann-Page, M; Sevcnikar, B; Pfanzagl, V; Zámocký, M; Hofbauer, S; Obinger, C; Jahr: 2018
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Structure-based design, synthesis, and pharmacological evaluation of 3-(aminoalkyl)-5-fluoroindoles as myeloperoxidase inhibitors
Autoren: Soubhye, J., Prevost, M., Van Antwerpen, P., Zouaoui Boudjeltia, K., Rousseau, A., Furtmüller, PG., Obinger, C., Vanhaeverbeek, M., Ducobu, J., Neve, J., Gelbcke, M., Dufrasne, F. Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Myeloperoxidase attracts neutrophils by physical forces
Autoren: Klinke, A; Nussbaum, C; Kubala, L; Friedrichs, K; Rudolph, TK; Rudolph, V; Paust, HJ; Schroder, C; Benten, D; Lau, D; Szocs, K; Furtmuller, PG; Heeringa, P; Sydow, K; Duchstein, HJ; Ehmke, H; Schumacher, U; Meinertz, T; Sperandio, M; Baldus, S Jahr: 2011
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Modulation of heme reactivity of peroxidases by autocatalytic posttranslational modifications
Autoren: Obinger, C., Stampler, J., Vlasits, J., Furtmüller, P. G., Smulevich, G., Battistuzzi, G. Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Cloning, heterologous expression and characterization of a cyanobacterial heme peroxidase revealing homolgy with lactoperoxidase
Autoren: Auer, M., Teufer, S. A., Zamocky, M., Bernroitner, M., Furtmüller, P. G., Obinger, C. Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:The phylogenetic origin of mammalian peroxidases
Autoren: Auer, M., Teufer, M., Zamocky, M., Bernroitner, M., Furtmüller, P. G., Obinger, C. Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Essential role of proximal histidine-asparagine interaction in human peroxidase
Autoren: Stampler, J., Soudi, M., Furtmüller, P. G., Battistuzzi, G., Obinger, C. Jahr: 2011
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:Chemistry and physiological role of heme peroxidase-mediated halogenation and oxidation reactions
Autoren: Obinger, C., Bellei, M., Stampler, J., Furtmüller, P. G., Battistuzzi, G. Jahr: 2010
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Externe Links und Eigenschaften der Publikation:The role of the sulfonium linkage in the stabilization of the ferrous form of myeloperoxidase: a comparison with lactoperoxidase.
Autoren: Brogioni, S; Stampler, J; Furtmüller, PG; Feis, A; Obinger, C; Smulevich, G Jahr: 2008
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Mitarbeiter*innen
Paul Georg Furtmüller
ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing.Dr.nat.techn. Paul Georg Furtmüller
paul.furtmueller@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-77277
Projektleiter*in
01.03.2008 - 28.02.2011
Christian Obinger
Univ.Prof. Mag.rer.nat. Dr.rer.nat. Christian Obinger
christian.obinger@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-10011, 77273
Projektmitarbeiter*in
01.03.2008 - 28.02.2011
Johanna Maria Stampler
Dipl.-Ing. Johanna Maria Stampler
Projektmitarbeiter*in
01.03.2008 - 28.02.2011