The Origin of Coproporphyrin III in Acne

Theoretischer Rahmen: Coproporphyrin III ist ein wichtiger Virulenzfaktor im Zusammenhang mit der Hautkrankheit Akne vulgaris, die durch eine Infektion mit dem monodermen Actinobakterium Cutibacterium acnes verursacht wird. Monoderme Bakterien nutzen den so genannten "Coproporphyrin-abhängigen" Häm-Biosyntheseweg. Auf diesem Weg katalysieren mehrere Enzyme die Bildung des Endprodukts Häm b. Zwei dieser Enzyme (CpfC und ChdC) sind in pathogenen C. acnes-Stämmen fusioniert. Zielsetzung: Der Einsatz modernster biochemischer und biophysikalischer Methoden zur Untersuchung verschiedener Konstrukte des pathogenen C. acnes CpfC-ChdC-Fusionsproteins (in voller Länge; nur N-terminale CpfC-Domäne; nur C-terminale ChdC-Domäne), aber auch von CpfC und ChdC (nicht fusioniert) aus nicht-pathogenen C. acnes-Stämmen wird tiefgreifende Erkenntnisse über Proteinfaltung, Interaktion und enzymatische Fähigkeiten liefern. Darüber hinaus werden modernste Strukturstudien eingesetzt, um das Enzym so vollständig wie möglich zu beschreiben und die sterischen Beschränkungen der Gesamtstruktur und der Architektur des aktiven Zentrums zu verstehen, die zur Sekretion von Coproporphyrin III führen können. Methoden: Die biochemische und biophysikalische Charakterisierung der ausgewählten CpfC-ChdC-Konstrukte und -Varianten wird mit Hilfe mehrerer spektroskopischer High-End-Methoden und kinetischer Charakterisierungen im stationären und vorstationären Zustand durchgeführt. Darüber hinaus werden wir hochmoderne strukturbiologische Methoden einsetzen, um die Struktur des Enzyms bis ins kleinste Detail zu verstehen. Innovation: Die Kombination unserer langjährigen Expertise zu CpfCs und ChdCs ist der perfekte Ausgangspunkt, um die molekularen Mechanismen und enzymatischen Unzulänglichkeiten zu untersuchen, die zur Produktion und Sekretion des sehr wichtigen Virulenzfaktors Coproporphyrin III führen. Die Kenntnis dieser zugrundeliegenden biochemischen Merkmale ist eine Voraussetzung für weitere Studien, einschließlich der Entwicklung künftiger Medikamente.