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Forschung AG Hoyer

Amyloid-Proteinablagerungen sind ein pathologisches Merkmal fast aller neurodegenerativer Erkrankungen wie zum Beispiel Alzheimer und Parkinson. Wir erforschen den Mechanismus der Amyloidbildung und untersuchen, wie er beeinflusst werden kann. Dazu setzen wir vielfältige biophysikalische, biochemische und molekularbiologische Methoden ein.

Mechanismus der Amyloidbildung

Die Bildung von Amyloidfibrillen ist eine mehrstufige Reaktion, die durch eine Vielfalt transienter Oligomere und polymorpher Fibrillenstrukturen gekennzeichnet ist. Wir betrachten im Detail die individuellen Reaktionsschritte und Aggregat-Spezies. Wir verwenden beispielsweise TIRF-Mikroskopie, um das Fibrillenwachstum live zu verfolgen, wir testen die Oligomer-Stabilität mit fluoreszenten Reportern, und untersuchen die Struktur von Amyloidfibrillen mit modernen strukturbiologischen Methoden.

Strukturmotive in amyloidogenen intrinsisch ungeordneten Proteinen

Viele Krankheits-assoziierte aggregierende Proteine zählen zur Klasse der intrinsisch ungeordneten Proteine (IDPs). IDPs besitzen keine definierte globuläre Struktur, können jedoch transient bevorzugte Konformationen annehmen. Wir haben β-Haarnadel-Motive in Amyloid-β (Aβ, assoziiert mit Alzheimer), α-Synuclein (assoziiert mit Parkinson), und Insel-Amyloid Polypeptid (IAPP, assoziiert mit Typ 2 Diabetes) identifiziert, die bei Wechselwirkung mit künstlichen Bindeproteinen ausgebildet werden. Wir bestimmen den Einfluss dieser Motive auf die Aggregationsreaktion und auf die molekulare Erkennung amyloidogener IDPs.

Inhibition der Amyloidbildung

Wir untersuchen inhibitorische Effekte auf die Amyloidbildung, wie sie zum Beispiel durch natürlich vorkommende Proteinmodifikationen hervorgerufen werden. Wir generieren kleine künstliche Bindeproteine, sogenannte Beta-Wrapine, mit Affinität für amyloidogene Zielproteine. Beta-Wrapine inhibieren Aggregation und Toxizität ihrer Zielproteine, indem sie in die Bildung der Aggregationskeime eingreifen und das Gleichgewicht hin zum monomeren, löslichen Zustand verschieben. Wir untersuchen, ob solche Moleküle in der Lage sind, die pathologische Verbreitung der Proteinaggregate in den betroffenen Organen zu unterbinden.

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