Online-Werkzeug unterstützt Fortschritt der Forschung zu Krebs und neurodegenerative Erkrankungen
Die Erforschung der intermolekularen Wechselwirkung ist dank der Isothermen Titrationskalorimetrie (Isothermal Titration Calorimetry, ITC) einfacher geworden. Jedoch hat die Technologie ihre Grenzen, wenn es um die Simulation von Bindungsmodellen geht, was es schwieriger gestaltet, komplexe molekulare Wechselwirkungen wie die Tau-Tubulin-Bindung zu untersuchen. Zur Durchführung von fundierter Forschung in Bezug auf Krebs und neurodegenerative Erkrankungen ist dies erforderlich. Das von der EU finanzierte Projekt FIT (Advanced web tool for Isothermal Titration Calorimetry data analysis and management) arbeitete an der Entwicklung eines fortschrittlichen ITC-Datenanalyseinstruments, das die Forscher bei der Ausarbeitung und gemeinsamen Nutzung neuer Verbindungsmodelle unterstützt. Man untersuchte als auf Mikrotubuli abzielende Wirkstoffe bekannte Medikamente gegen Krebs unter dem Schwerpunkt der Interaktion Mikrotubuli-assoziierter Proteine und der Bindung an das Zielobjekt. Zu diesem Zweck entwickelte das Projektteam eine Onlinesoftware zur verbesserten Analyse von ITC-Daten. Man untersuchte, auf welche Weise Tau (ein natürlich entfaltetes Protein) an Mikrotubuli bindet, und die Resultate dieser Wechselwirkung, wobei ebenso die Auswirkungen von oxidativem Stress und Zinkionen auf die Taubindung an Mikrotubuli nachgeprüft wurden. Die Wechselwirkung von Tau-Fragmenten mit Tubulin wurde mittels ITC, Differential-Scanning-Fluorimetrik und Turbidimetrie untersucht. Auf diese Weise konnte das Team Fragmente anpeilen, die in der Lage waren, an Tubulin zu binden, sowie ein neues Tau-Tubulin-Bindungsmodell extrapolieren. Über den Vorschlag zum Modell der Tau-Tubulin-Wechselwirkung hinaus beschrieb das Team auf detaillierte Weise den allgemeinen molekularen Mechanismus, der an der Regulierung der Tubulin-Polymerisation durch Mikrotubuli-assoziierte Proteine beteiligt ist. Die erfolgreiche Entwicklung des Internetwerkzeugs zur Datenanalyse hat es den Forschern ermöglicht, ITC-Rohdatendateien auf dem Server hochzuladen und diese zu verwalten. Es erleichtert außerdem die zusätzliche vorbereitende Bearbeitung von Rohdaten vor einer Vorschau und Darstellung der Daten auf unterschiedliche Weise. Es gibt Pläne, das neue Softwareinstrument anderen europäischen Laboratorien zur Verfügung zu stellen, um die ITC-Forschung auf bislang unbekannte Weise voranzutreiben.
Schlüsselbegriffe
zwischenmolekulare Wechselwirkung, isotherme Titrationskalorimetrie, FIT, auf Mikrotubuli wirkend, Tau, Differentialscanning
