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A novel bioinformatics’ platform to identify key proteasic pathways involved in kidney diseases

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Neue Erkenntnisse zu pathogenen Signalwegen

Mit EU-Fördermitteln wurde ein neues Instrument entwickelt, mit dem Zusammenhänge zwischen Peptidbiomarkern für Krankheiten und den beteiligten Enzymen aufgedeckt werden sollen. Jede Erkenntnis auf diesem Weg beschleunigt die Suche nach neuen Biomarker und ebnet den Weg für innovative Therapien.

Gesundheit

Peptide sind Proteinbausteine. Jüngste Forschungen hatten zahlreiche Peptide enthüllt, die sich als Biomarker für Nieren-, Herzkreislauf-, Autoimmun- und Infektionskrankheiten sowie Krebs eignen. Viele dieser Biomarker lassen sich einfach in Körperflüssigkeiten wie Rückenmarksflüssigkeit, Serum oder Urin nachweisen. Das innovative EU-finanzierte Projekt "A novel bioinformatics' platform to identify key proteasic pathways involved in kidney diseases" (PROTEASIX) sollte basierend auf Spaltstellen Peptide mit ihren Proteasen assoziieren. Kenntnisse über die an den Erkrankungen beteiligten Proteasen können dabei weitere potenzielle therapeutische Zielstrukturen liefern. Bereits bestehende Datenbanken, insbesondere zu Proteasen und deren Schnittstellen, sind noch stark fragmentiert, und Formate und Suchmethoden sind ineffizient. Das Open-Source-Programm PROTEASIX kann mit einer automatischen und umfassenden Suchfunktion Proteasen vorhersagen, die potenziell an der Erzeugung einer bestimmten Peptidsequenz beteiligt sind. Das menschliche Genom kodiert mehr als 500 Proteasen. Die PROTEASIX-Datenbank enthält 3.500 Einträge zu menschlichen Proteasen und Spaltstellenkombinationen. Getestet wurde die Funktion des Programms in einer vergleichenden Analyse von 1.388 Peptiden aus menschlichen Urinproben mit 1.003 zufällig erzeugten Spaltstellen. Die randomisierten Stellen erbrachten fast keine Resultate, es wurden aber Metalloproteaseaktivitäten identifiziert, die für die Erzeugung von Harnpeptiden relevant sind. Obwohl weitere Experimente die computergestützten Vorhersagen noch bestätigen müssen, steht nun eine leistungsfähige Methode zur Verfügung, um Mechanismen vieler Krankheitsprozesse und zugehörige Peptidbiomarker zu klären. PROTEASIX leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Erforschung von Proteasenetzwerken unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen. Die Umsetzung könnte neue Biomarker hervorbringen und die Wirkstoffentwicklung für kardiovaskuläre, entzündliche, fibrotische und neurologische wie auch viele Krebserkrankungen fördern.

Schlüsselbegriffe

Signalwege, Peptid, Peptid-Biomarker, Krankheiten, Enzyme, Bioinformatikplattform, Proteasesignalwege, Nierenerkrankungen, Proteasen, Spaltstellen, Humangenom, Metalloproteaseaktivität, Harnpeptide, Proteasenetzwerke

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