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Humane Thioredoxinreduktasen

Humane Thioredoxinreduktasen: Selenoproteine als potentielle Zielmoleküle für die Medikamentenentwicklung

(Bewilligung im Rahmen des DFG-Forschungsschwerpunkts “Selenoproteine”, SPP 1087; Be 1540/6-3)

Zusammenfassung

Humane Thioredoxinreduktase (hTrxR) ist ein redoxaktives Enzym, das ein Selenocystein (Sec) für die Katalyse benötigt. Dieses Enzym und sein physiologisches Substrat Thioredoxin spielen eine zentrale Rolle bei zellulärer Redoxregulation, antioxidativer Abwehr, (Tumor-) Zellwachstum und Apoptose. Deswegen stellt hTrxR ein vielversprechendes Zielmolekül zur Entwicklung von Medikamenten gegen Krebs und ein ausgezeichnetes Instrument zur Studie der Funktion redoxregulierender zellulärer Netzwerke dar. Im Laufe der letzten Jahre studierten wir hTrx strukturell und mechanistisch im Vergleich zu anderen TrxR von anderen Organismen, z.B. von Drosophila melanogaster. Wir demonstrierten, dass das Enzym von einer Reihe chemischer Verbindungen stark gehemmt wird, darunter organische Goldverbindungen, Terpyridin-Platin-Komplexe, Cisplatin-Derivate und Palladium-Komplexe. Die cytostatische Aktivität der Verbindungen wurde in verschiedenen hochmalignen Zelllinien und in einem Glioblastom-Tiermodell bewiesen. Innerhalb der nächsten zwei Jahre möchten wir die funktionelle und strukturelle Arbeit zu Enyzm(-Ligand)-Komplexen sowie derCharakterisierung der humanen Thioredoxin-Glutathionreduktase (TGR) als ein neues Selenoprotein fortsetzen bzw. vollenden und die vielversprechendsten hTrxR-Inhibitoren in Tiermodellen testen. Das Wirkprinzip der Medikamente (hTrxR-Hemmung versus DNS-Interkalierung; Interaktion mit dem Sec-Rest) wird charakterisiert. Wir wollen zusätzlich die Effekte einer hocheffizienten hTrxR-Hemmung auf (Tumor-)Zellen durch den Einsatz glioblastomspezifischer Mikroarrays, zweidimensionaler Gelelektrophorese, SELDI-Analyse und Apoptosemarker untersuchen.

 

Stand der Technik

Thioredoxinreduktasen. TrxR von Säugetieren sowie von Drosophila melanogaster und anderen Eukaryoten sind Teile der Pyridin-Nukleotid-Disulfid-Oxidoreduktase-Familie von Flavoenzymen mit großer Homologie zu den Glutathionreduktasen.  Thioredoxinreduktase (TrxR; EC 1.8.1.9) reduziert das 12-kDa Disulfid- Protein Thioredoxin (Trx) in seine Dithiol- Form:

 

NADPH + H+ + Trx-S2   -------------   NADP+ + Trx-(SH)2

 

Reduziertes Trx liefert wiederum Reduktionsäquivalente für eine ganze Reihe von intra- und extrazellulären Prozessen. Im Gegensatz zu ihren bakteriellen niedermolekularen Gegenstücken wurde gezeigt, dass TrxR von Säugetieren eine große Vielfalt verschiedener Substrate reduzieren kann. Verbindungen mit einem geringen Molekulargewicht wie Lipoamid, Liponsäure, Wasserstoffperoxid, Lipidhydroperoxide, S-Nitrosoglutathion (aber nicht Glutathiondisulfid), Ascorbat, Alloxan, Ellmans Reagenz (DTNB), Ebselen (Diselenid), Methylseleninat, Ubichinon und andere fungieren als Substrate der TrxR. Außerdem können Proteine wie die Calcium-bindenden Proteine 1 und 2, NK-Lysin, Proteindisulfidisomerase, Plasma-Glutathionperoxidase, und natürlich Thioredoxin reduziert werden. Die Funktionen des Thioredoxinsystems wurden in aktuellen, umfassenden Reviews beschrieben. Neben der cytosolischen hTrxR1 wurde ein zweites, in Mitochondrien gefundenes Protein in Säugetieren beschrieben. Humane TrxR1 wird durch einen “housekeeping“ Promoter transkribiert und wird posttranskriptionell  reguliert. Die Heterogenität bezüglich der 5' UTR in der TrxR-mRNA von Säugern und Ratten folgt aus dem alternativen Spleißen des ersten Exons und ist auch verantwortlich für die Differenzierung zwischen TrxR1-mRNS und TrxR2-mRNS. Zusammen mit Peroxiredoxin III und Thioredoxin 2 beteiligt sich die mitochondriale TrxR2 nachweislich an der Regulierung der Phosphorylierung von Protein-Tyrosin und des Zellwachstums als Komponente des mitochondrionspezifischen, H2O2-eliminierenden Systems.

 

Thioredoxine. Die Multifunktionalität der TrxR1 aus Säugern wird von den zahlreichen intra- und extrazellulären Aktivitäten ihres Hauptprodukts, des reduzierten Thioredoxins, zusätzlich erweitert. Obwohl es eng verwandt mit seinem E. coli-Gegenstück ist, hat Säugetier-Trx ein breites Spektrum von neuen – hauptsächlich (redox-) regulierenden – Funktionen während der Evolution erlangt. Neben seiner "klassischen" Funktion als Elektronüberträger für Ribonukleotidreduktase moduliert es die Aktivität der Transkriptionsfaktoren wie z.B. NF-Y, Pax-8, TTF-1 und NF-κB; fungiert als Glucocorticoid-Rezeptor aktivierender Faktor; spielt eine Rolle in Proteinbiosynthese; hat Auswirkungen auf die Struktur von Exportproteinen; regelt die Aktivität anderer Enzyme; dient als Antioxidans und kann extrazellulär als autokriner Wachstumsfaktor wirken. Die meisten Organismen haben unterschiedliche Trx-Isoformen, die in verschiedenen Zellkompartimenten mit unterschiedlicher Spezifizität wirken. Neulich wurde eine Spleißvariante des hTrx-1 (Delta3Trx-1) charakterisiert, die keine katalytische Aktivität hat, aber mit  Trx um die Bindung an TrxR konkurriert. Für das Thioredoxinsystem in E. coli sind Eigenschaften ähnlich zu denen von molekularen Chaperonen beschrieben worden und für Hefe wurde die funktionelle Rolle von Thioredoxinen im Schutz gegen oxidativen Stress nachgewiesen.

 

Thioredoxin-Glutathionreduktase. In Säugetieren sind drei Arten von TrxR charakterisiert worden: die cytosolische Form hTrxR1 und die mitochondriale hTrxR2, die ubiquitär exprimiert werden und 52 % Homologie zeigen, sowie eine neue Art von Pyridin-Nukleotid-Disulfidreduktase, die Thioredoxin-Glutathionreduktase (TGR) mit hoher Homologie zu TrxR1 und TrxR2. Dieses Hybridenzym wurde in Mus musculus, Schistosoma mansoni und in Echinococcus granulosus entdeckt. Die TGR von E. granulosus wurde aus den Larven des Protoscolex gereinigt, wo sie vermutlich die wichtigste Pyridin-Nukleotid-Disulfidreduktase ist. Zwei transgespleißte mRNA-Varianten, die von einem einzelnen Gen abgeleitet wurden und die sich nur in ihrem N-Terminus unterscheiden, wurden isoliert. Sie kodieren für mitochondriale und cytosolische Isoformen von TGR.  In S. mansoni existiert eine cytosolische Form der TGR und scheint TrxR und GR in erwachsenen Schistosoma komplett zu ersetzen. In Mäusen wurde die TGR aus den Hoden isoliert und wurde im mikrosomalen Fraktionen gefunden. Diese Lokalisation unterschied das Enzym von TrxR1 und Grx, das im Cytosol lokalisiert  ist, von TrxR2, die in den Mitochondrien gefunden wurde, und von GR, die sowohl in cytosolischen und auch mitochondrialen Fraktionen gefunden wurde. Maus-TGR zeigt eine starke Sequenzhomologie zu einer Teilsequenz der humanen TGR, die früher als TrxR3 (TR2) beschrieben wurde.

Maus-TGR, ein Homodimer mit 66 kDa großen Untereinheiten, zeigt Spezifität für beide Redoxsysteme und hat sowohl TrxR-, GR- als auch Glutaredoxinaktivität. Diese ungewöhnliche Substratspezifität wird durch die Verbindung von Glutaredoxin- und TrxR-Domänen erreicht. Das Enzym enthält einen vom TGA-Codon kodierten Selenocystein-Rest. Der vorgeschlagene Elektronenfluss innerhalb TGR verläuft über mehrere Redoxzentren und das bewegliche C-terminale Ende wie in hTrxR: NADPH → FAD → Dithiol/Disulfidzentrum → C-terminales Sec-enthaltendes Zentrum → Cys innerhalb der Grx-Domäne → Substrat. Die biochemische Charakterisierung von S. mansoni-TGR zeigt, dass die Grx- und TrxR-Domäne des Enzyms entweder gekoppelt oder unabhängig von einander funktionieren können.

 

Das Thioredoxinsystem von Drosophila melanogaster. In der Taufliege wurde 2001 das Fehlen einer echten Glutathionreduktase bewiesen. GR-Aktivität wird wahrscheinlich vom Thioredoxinsystem ausgeglichen, da Thioredoxin in der Lage ist, oxidiertes Glutathion (GSSG) in einer chemischen Reaktion zu reduzieren. Diese Reaktion wurde auch in anderen Organismen nachgewiesen. Die Beobachtung, dass Drosophila mit einer TrxR-Nullmutation im Larvenstadium sterben, unterstützt die Theorie, das ein zweites Redoxsystem mit ähnlicher Wirksamkeit fehlt. Zusätzliche Analysen des Redoxstatus der Thioredoxine und Glutaredoxine in Hefemutanten hat gezeigt, dass Thioredoxine unabhängig vom Glutathionsystem in reduzierter Form erhalten werden. Diese Konstellation ermöglicht  es den Zellen  unter Bedingungen zu überleben, in denen das GSH-Glutaredoxinsystem oxidiert wird. Die Wirkungen der Überexpression der TrxR, der Superoxid-Dismutase und der Katalase auf der Langlebigkeit der  Drosophila wurde neulich untersucht. Drosophila melanogaster  besitzt eine Selen-freie TrxR, die ein Cys-Cys-Paar als zweites Redoxzentrum in ihrer C-terminalen Verlängerung enthält. Der katalytische Mechanismus dieses Enzyms wurde kürzlich aufgeklärt und zeigte, dass das Enzym tatsächlich zwischen dem EH2 und dem EH4 Elektronenzustand oszilliert, was die Wichtigkeit des C-terminalen Redoxpaars weiter  untermauert. Inzwischen wurden zwei Thioredoxine mit  unterschiedlichen Funktionen sowie unterschiedliche Thioredoxin-abhängigen Peroxidasen in Drosophila  beschrieben. Ein einzelnes Drosophila-Gen, trxR-1, kodiert für nicht-Selenocystein-haltige zytosolische und mitochondriale TrxR-Isoformen, die funktionell und biochemisch untersucht wurden.

 

Humane Thioredoxinreduktase als Selenoenzym. Säuger-TrxR und TrxR anderer Eukaryoten enthalten Selenocystein als die vorletzte Aminosäure. Die artspezifische Verwendung der Komponente der Selenocystein-Insertionssequenz  (SECIS) erschwert eine rekombinante Expression des Säugerenzyms in E. coli - eine von verschiedenen Arbeitsgruppen bewältigte Herausforderung.

Verschiedene Methoden einschließlich zielgerichteter Mutagenese, Selen-Depletion und gezielter Verdauung bzw. Alkylierung bewiesen, dass das Selenocystein für den katalytischen Mechanismus des Säugerenzyms notwendig ist und dass die Elektronenübertragung vom Disulfid des aktiven N-terminalen Zentrums zum C-terminalen Redoxzentrum stattfindet. Die erste dreidimensionale Struktur einer Säuger-TrxR wurde von Sandova et al. 2001 aufgeklärt.  Es wurde festgestellt, dass die Struktur der untersuchten SeCys498Cys- -Mutante der Ratten-TrxR eine hohe Ähnlichkeit zu GR aufweist, einschließlich der FAD- und NADPH-bindenden Aminosäuren. Interessanterweise sind alle Aminosäuren in Ratten-TrxR erhalten, die in GR mit GSSG interagieren, obwohl das TrxR von Ratten GSSG nicht umsetzen kann. Der Elektronenfluss durch die dimere TrxR ist - basierend auf die Struktur - ohne größere Konformationsänderungen möglich. Die C-terminale Verlängerung erweitert die elektronenübertragende Kette und verhindert  die Reduktion von GSSG und damit die Funktion als GR. Aufgrund der Redoxeigenschaften des Selenocysteins in hTrxR postulierten Sun et al. 1999, dass eine Oxidation dieser Aminosäurezur Redox-abhängigen Signalübertragung beiträgt und insbesondere  für die Reaktionen auf oxidativen Stress von Bedeutung ist.  Wie Mostert et al. 2003 berichteten, ist ein Verlust von TrxR-Aktivität nach Selenium-Depletion verantwortlich für die Induktion der Hämoxygenase as Stressantwort in der Leber. Die im Rattenmodel getestete Selenium-Überexposition hatte eine nachteilige Wirkung auf die Menge der TrxR-mRNS und die Aktivität der TrxR, und deutet auf  gewebespizifische Unterschiede in Bezug auf die Regulation hin. Eine Supplementation  einer humanen Endothelzelllinien mit Selen induzierte TrxR- und GPx-Aktivitäten und schützte vor oxidativen Schäden. Gemäß der hervortretenden Bedeutung der Selen-enthaltenden C-terminalen Verlängerung der hTrxR postulierten Novoselov & Gladyshev 2003, dass diese Verlängerungen von Proteinen einen generellen Mechanismus der Evolution einer neuen Proteinfunktion darstellen.

 

Das humane Thioredoxinsystem: Wachstumsförderung kontra Apoptose. Trx wird von normalen und neoplastischen Zellen über einen ungewöhnlichen Sekretionsweg abgesondert und wirkt in reduzierter Form als autokriner Wachstumsfaktor. Soderberg et al. 2000 zeigten Abgabe von TrxR aus Monozyten über die klassischen Golgi-Leitungsbahnen. Es ist bekannt, dass viele Tumorzellen vielfältig erhöhte Trx- und TrxR-Level aufweisen.  Man könnte vermuten, dass eine verbesserte DNS-Synthese sowie Abwehr gegen das Immunsystem des Wirts die Hauptursachen sind. Die Beteiligung des Thioredoxinsystems an Onkogenese und Tumorgenese und sein Potenzial als Ziel für eine Antikrebstherapie wurden neulich von Lincoln et al. 2003 bestätigt. Mitochondriale TrxR nimmt außerdem an  der Regulation von Zellwucherung teil und Trx-1 reguliert die Expression von Brustkrebs-spezifischen Genen. Die Überexpression von Trx-1 führt zu erhöhter Bildung des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors und zu gesteigerter Tumorangiogenese. Da zusätzlich hTrxR von verschiedenen Antikrebskomponenten gehemmt wird, fördert das Enzym vermutlich die Zellviabilität.

Mehrere neue Studien haben aber darauf hingewiesen, dass TrxR1 Apoptose fördern könnte.  Das Tumor-unterdrückende Protein p53 wird in Abhängigkeit von Thioredoxin über seine Cysteine neben der p53-DNS-Bindungsstelle reguliert, während aktiviertes p53 durch TrxR in Säugerzellen (herunter-) reguliert wird. TrxR spielt in vivo eine entscheidende Rolle in der Unterdrückung des Wachstums von IFN-Retinoid-vermittelten Tumoren. Elektrophile Prostaglandine sowie Lipidaldehyde unterdrücken p53 durch die Beeinträchtigung von hTrxR, was auf eine Rolle der hTrxR in  Karzinogenese hinweist. Wie Song und Lee 2003 berichteten, könnte metabolischer oxidativer Stress die Apoptosesignal-regulierende Kinase-1 in Abhängigkeit von Glutaredoxin bzw. Thioredoxin aktivieren. Die redox-regulierenden und anti-apoptotischen Funktionen des Thioredoxins sind abhängig von der S-Nitrosylierung des Cys69 von Trx und werden vermutlich auch durch S-Glutathionylierung reguliert. . Die zwei gegensätzlichen Wirkungen des Thioredoxinsystems – Wachstumsförderung und Apoptoseinduktion – müssen künftig ausführlicher untersucht werden.

 

Humane TrxR als Zielmolekül für Medikamentenentwicklung. Das breite funktionelle Spektrum der Säuger-TrxRs, ihre Beteiligung an einer Menge zellulärer Prozesse und ihre potenzielle Wichtigkeit in einer Vielfalt von Krankheiten machen sie zu einem hochinteressanten Kandidaten für die Wirkstoffentwicklung (siehe Gromer et al., 2003 als Review zu dem Thema). Um gleichzeitig DNS-Synthese, antioxidative Abwehr und autokrines Wachstum zu verringern, ist die Stimulation einer Tumorzelle durch die Inaktivierung eines Enzyms tatsächlich ein verlockender Ansatz. Für mehrere klinisch und experimentell verwendete Chemotherapeutika wurde bereits eine effektive Hemmung der hTrxR  gezeigt. Ein markantes Beispiel ist die Hemmung der TrxR durch das Zytostatikum BCNU.  Interessanterweise ist BCNU eines der wenigen Zytostatika, das erfolgreich  in der Behandlung des Glioblastoms eingesetzt wurde. Hofman et al. berichteten 1998, dass Analoga der TrxR- Dimer-Interface effektive Hemmstoffe des Enzyms sind. Daher könnte TrxR ein potenzielles Ziel für Dimerisierung-Inhibitoren  darstellen; eine Hemmung der Dimerisierung wurde schon als effektives Prinzip zu Hemmung der Glutathionreduktase  gezeigt. Um ein effizientes und kostengünstiges Hemmstoff-Screening in Hochdurchsatzsystemen zu ermöglichen, wurden alternative Substrate der TrxR und des isofunktionellen Enzyms des Malariaerregers Plasmodium falciparum entwickelt.

Eine Reihe von verschiedenen Verbindungen  hemmen hTrxR und zeigen antitumorale Wirkungen; diese Verbindungen beinhalten Gold(I)-Verbindungen wie Aurothioglukose und Auranofin, dreiwertige arsenhaltige Stoffe wie Methyl-AS, wasserlösliche Organotellurium-Verbindungen sowie Naphthochinone und Cis-Diamminedichloroplatin(II), die hTrxR, Trx und Glutaredoxin hemmen. Für (2,2':6',2'-terpyridin)platin(II)-Komplexe wurde ein fast stoichiometrische Angriff auf die hTrxR gezeigt, die effizient in vitro gehemmt wird. Die Proliferation verschiedener Glioblastom-Zelllinien könnte von diesen Verbindungen in vivo stark gehemmt werden.  Neben ihrem großen Potenzial als Ziel des rationellen Designs von Zytostatika und Antirheumatika stellt hTrxR ein wichtiges Referenzprotein für spezifisches Wirkstoffdesign  gegen andere Mitglieder der Pyridin-Nukleotid-Disulfid-Oxidoreduktase-Familie, z.B. gegen Glutathionreduktase oder Trypanothionreduktase.

 

Bisherige Beiträge

Die Arbeitsgruppe Becker hat Erfahrung mit den Disulfidreduktasen Glutationreduktase (GR), Thioredoxinreduktase und Lipoamid-Dehyrogenase, mit den entsprechenden Enzymen aus dem Malariaerreger Plasmodium falciparum sowie mit den Disulfidreduktasen aus Drosophila melanogaster und E. coli. Wir entwickelten eine wirksame Methode zur Aufreinigung von hTrxR aus menschlicher Plazenta in Mengen von mehreren mg und zeigten, dass isolierte hTrxR ein Selen pro Untereinheit besitzt. In Zusammenarbeit mit Professor Charles Williams, Ann Arbor, MI, untersuchten wir die reduktive Halbreaktion des Enzyms (NADPH + H+ + Trx-S2 → Trx-(SH)2 + NADP+), welche die Bedeutung des C-terminalen Cys-Sec-Paares für die Katalyse belegt.  Experimente zur Steady-State Kinetik  der hTrxR zeigten ein typisches Modell eines Ping-Pong-Mechanismus. Unsere Gruppe hat Maus-TrxR aufgereinigt und als Selen-abhängiges homodimerisches Flavoenzym charakterisiert, das durch das zytostatische Mittel BCNU gehemmt werden kann.

Die Hemmung der hTrxR durch die antirheumatischen Gold-Verbindungen Auranofin (Ki = 4 nM) und Aurothioglukose (Ki = 20 nM) wurde ausführlich untersucht. Ein mathematisches Modell zur Beschreibung des komplexen Hemmtypen dieser extrem effizienten Inhibitoren wurde vorgeschlagen.  Die Bedingungen für Denaturierung und Reaktivierung der TrxR aus P. falciparum und Menschen wurden festgelegt, außerdem wurden Hemmstudien mit Dimerisierung-Inhibitoren durchgeführt.  In Zusammenarbeit mit Dr. Elisabeth Davioud vom Pasteur-Institut Lille entwickelten und testeten wir alternative Substrate mit niedrigem Molekulargewicht für hTrxR und PfTrxR. Die Struktur dieser Verbindungen, die schon patentiert wurden, basiert auf DTNB und ermöglicht ein Hemmstoff-Screening.

Die Thioredoxinreduktase des Malariaparasits Plasmodium falciparum wurde ausführlich untersucht. Die Expression  der PfTrxR wurde durch Optimierung der Codon-Nutzung des Gens in der C-terminalen Verlängerung ermöglicht. Interessanterweise enthält PfTrxR kein Selen – dieser entscheidende Unterschied zwischen dem humanen und dem plasmodialen Enzym stellt einen vielversprechenden Startpunkt für die Entwicklung spezifischer antiparasitärer Wirkstoffe dar.

Die Wirkungen der physiologischen NO-Trägermoleküle, nämlich S-Nitrosoglutathion, Dinitrosyl-Dithiol-Eisen-Komplexe und Peroxynitrit auf die Aktivität der humanen GR, einem mit hTrxR nah verwandten Enzym, wurden ausführlich beschrieben.  Die modifizierten Enzymspezies wurden kristallisiert und der Hemmtyp wurde bei einer Auflösung von 1.7 Å erläutert. Diese Untersuchungen zeigen, dass Oxidation als eine von NO-Trägermolekülen induzierte Hauptreaktion betrachtet werden muss und dass unterschiedliche NO-Träger  unterschiedlich wirken.

Drosophila melanogaster besitzt keine herkömmliche GR. Daher untersuchten wir das Potenzial des DmTrxR1/TmTrx1-Systems zur Reduktion von Glutathion-Disulfid und stellten eine chemische Reaktion zwischen reduziertem Thioredoxin und GSSG mit einer Geschwindigkeitskonstante k2 von 170 M-1 s-1 fest. Dieser Wert ermöglicht einen hohen Umsatz an GSSG in Zellen von D. melanogaster.

Zusätzlich zu NO-Donatoren wurden vergleichende Hemmstudien der Disulfid-Reduktasen  durch BCNU (Carmustin), Methylenblau, Isoalloxazin-Derivate und Paraquat durchgeführt. Wir identifizierten hTrxR als Hauptziel von (2,2´:6´,2´´-terpyridin)platin(II)-Komplexen, die von Prof. Gordon Lowe, Oxford, synthetisiert  wurden.   Die Platin-Komplexe hemmen die Proliferation von Glioblastomen und Zelllinien von Plattenepithelkarzinomen des Kopf-Hals-Bereiches dosisabhängig im niedrigeren mikromolaren Bereich. In diesen Zelllinien zeigten die Platin-Komplexe eine sofortige dosisabhängige Hemmwirkung auf die TrxR-Aktivität. Es wurde erwiesen, dass GR-Aktivität von der Behandlung induziert wurde. Erste Studien zur Bioverfügbarkeit zeigten, dass die Terpyridin-Platin-Komplexe auch mit anderen Thiol-enthaltenden Molekülen wie Serum-Albumin und Glutathion reagierten, wenn auch in geringerem Maße.  Deshalb wurden die entsprechenden HSA- und GSH-Komplexe getestet und es zeigte sich, dass sie hTrxR sehr effizient mit IC50-Werten im niedrigeren nanomolaren Bereich hemmen.

Mit aus humaner Plazenta isolierter hTrxR konnten Kristalle mit einer Größe von bis zu 600 x 300 x 100 µm reproduzierbar  hergestellt werden.  Ein Synchrotrondatensatz von der Arbeitsgruppe von Andrew Karplus in Berkeley zeigte eine Beugung bis zu 4 Å (30 % Vollständigkeit). Vollständige Daten wurden mit einer Auflösung von bis zu 4,5 Å erhalten.

In Zusammenarbeit mit den Gruppen von Heiner Schirmer, BZH, Heidelberg, und Stefan Schneuwly, Institut für Zoologie, Regensburg, zeigten wir das Fehlen einer Glutathionreduktase in der Taufliege Drosophila melanogaster. Wir identifizierten und charakterisierten eingehend eine nicht von Selen abhängige Thioredoxinreduktase im Insekt und erbrachten den Nachweis, dass ein Thioredoxinsystem die Reduktion von Glutathion-Disulfid in diesem Organismus unterstützt. Unsere Daten weisen darauf hin, dass sich die antioxidante Abwehr in Drosophila - sowie auch in verwandten Insekten - grundsätzlich von anderen Organismen unterscheidet.  Diese Untersuchungen wurden während des ersten Förderzeitraums des Selenoprotein-Schwerpunktprogramms durchgeführt.