Charakterisierung der RNA-Helikase eIF4A als potentielles Wirkstoffziel gegen Schistosoma mansoni
In diesem Projekt werden zwei eIF4A Helikasen von Schistosoma mansoni (SmeIF4A) molekularbiologisch und biochemisch analysiert. Dazu werden beide Gene kloniert und in Escherichia coli rekombinant exprimiert. Die Enzyme werden durch Aktivitätsassays näher charakterisiert und ihre potenzielle Inhibierung durch bekannte eIF4A Inhibitoren getestet.
Natürliche eIF4A Inhibitoren, gewonnen aus Pflanzen der Gattung Aglaia, sind Rocaglate2. Ein Vertreter dieser Stoffklasse zeigte bereits antivirale und antitumorale Aktivität3,4. Die Wirksamkeit von natürlichen und synthetischen Rocaglaten gegen juvenile und adulte Schistosomen werden in der in vitro Kultur getestet. Transkripte von SmeIF4A werden mittels in situ Hybridisierung lokalisiert und ihre Funktion durch RNA-Interferenz analysiert. Zudem wird versucht die Struktur von SmeIF4A durch Kristallisation der exprimierten Enzyme aufzuklären und durch in silico Analysen nach weiteren potenziellen Inhibitoren zu suchen. Mit dieser Methode sollen die vielversprechendsten Inhibitoren identifiziert werden, um sie schließlich als Wirkstoffkandidaten gegen Schistosomiasis zu testen.
Abb. 1: Funktion der RNA-Helikase eIF4A und ihre Inhibition durch Rocaglate.
eIF4A entwindet Sekundärstrukturen in den 5‘ UTRs reifer mRNAs, damit diese für Ribosomen
zugänglich sind und die Proteinsynthese erfolgen kann. Aus Pflanzen der Gattung Aglaia
gewonnene Stoffe, sogenannte Rocaglate, inhibieren eIF4A spezifisch.
1 Parsyan A, Svitkin Y, Shahbazian D, Gkogkas C, Lasko P, Merrick WC, Sonenberg N (2011). mRNA helicases: the tacticians of translational control. Nat Rev Mol Cell Biol. 12(4): 235-45.
2 Bordeleau ME, Robert F, Gerard B, Lindqvist L, Chen SMH, Wendel HG, Brem B, Greger H, Lowe SW, Porco JA Jr, Pelletier J (2008). Therapeutic suppression of translation initiation modulates chemosensitivity in a mouse lymphoma model. J Clin Invest. 118(7):2651-60.
3 Müller C, Schulte FW, Lange-Grünweller K, Obermann W, Madhugiri R, Pleschka S, Ziebuhr J, Hartmann RK, Grünweller A (2018). Broad-spectrum antiviral activity of the eIF4A inhibitor silvestrol against corona- and picornaviruses. Antiviral Res. 150:123-129
4 Hwang BY, Su BN, Chai H, Mi Q, Kardono LB, Afriastini JJ, Riswan S, Santarsiero BD, Mesecar AD, Wild R, Fairchild CR, Vite GD, Rose WC, Farnsworth NR, Cordell GA, Pezzuto JM, Swanson SM, Kinghorn AD (2004). Silvestrol and episilvestrol, potential anticancer rocaglate derivatives from Aglaia silvestris. J Org Chem. 69(10):3350-8.