Identifizierung der Zielproteine bioaktiver Verbindungen: Die Suche nach der Nadel im Heuhaufen

Authors

  • Dr. Slava Ziegler,

    Corresponding author
    1. Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Abteilung Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 11, 44227 Dortmund (Deutschland)
    2. Technische Universität Dortmund, Fakultät Chemie, Lehrbereich Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund (Deutschland)
    • Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Abteilung Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 11, 44227 Dortmund (Deutschland)
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  • Dr. Verena Pries,

    1. Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Abteilung Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 11, 44227 Dortmund (Deutschland)
    2. Technische Universität Dortmund, Fakultät Chemie, Lehrbereich Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund (Deutschland)
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  • Dr. Christian Hedberg,

    Corresponding author
    1. Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Abteilung Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 11, 44227 Dortmund (Deutschland)
    2. Technische Universität Dortmund, Fakultät Chemie, Lehrbereich Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund (Deutschland)
    • Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Abteilung Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 11, 44227 Dortmund (Deutschland)
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  • Prof. Dr. Herbert Waldmann

    Corresponding author
    1. Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Abteilung Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 11, 44227 Dortmund (Deutschland)
    2. Technische Universität Dortmund, Fakultät Chemie, Lehrbereich Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 6, 44227 Dortmund (Deutschland)
    • Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Abteilung Chemische Biologie, Otto-Hahn-Straße 11, 44227 Dortmund (Deutschland)
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Abstract

Die Identifizierung und Validierung von Zielmolekülen biologisch aktiver niedermolekularer Verbindungen ist ein äußerst wichtiger, oft maßgebender Schritt in der akademischen und pharmazeutischen Forschung. Dank der Entwicklung und der Verfügbarkeit diverser neuer experimenteller Verfahren ist die Identifizierung von Zielmolekülen prinzipiell realisierbar, und die Anzahl der erfolgreichen Beispiele wächst stetig. Allerdings ist bislang keine generische, breit anwendbare Methodik etabliert worden. Dieser Aufsatz fasst die gängigen Methoden zur Identifizierung der Zielmoleküle niedermolekularer Substanzen in erster Linie für Chemiker, aber auch für Biologen zusammen, die z. B. den molekularen Angriffspunkt (Target) einer bestimmten biologisch aktiven Substanz finden wollen. Wir beschreiben die am häufigsten eingesetzten experimentellen Ansätze zur Zielprotein-Identifizierung und geben repräsentative Beispiele, die den neuesten Stand der Forschung demonstrieren. Von den derzeit verfügbaren Methoden werden die Affinitätsisolierung von Proteinen mittels geeigneter Affinitätssonden (pull down) und die anschließende massenspektrometrische Analyse der angereicherten Proteine am häufigsten eingesetzt. Um eine Anleitung für einen schnellen Einstieg in dieses Feld zu geben, beschreiben wir basierend auf unseren eigenen Erfahrungen einen typischen Ablauf der Zielprotein-Identifizierung, der auf dem Einsatz der chemischen Proteomik als Schlüsselschritt für die Formulierung einer Hypothese für potentielle Zielproteine beruht.

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