Gezielter Protein-Abbau als Schlüssel zu neuen Medikamenten
'Proteine werden in der Zelle auf natürliche Weise umgewandelt', sagt Prof. Dr. Radoslaw P. Nowak, der die neue Professur für 'Immune Engineering and Drug Discovery' am Institut für Strukturbiologie des Universitätsklinikums Bonn (UKB) angetreten hat. Der 36-jährige Biochemiker will solche Recycling-Prozesse zur Entdeckung neuer Arzneistoffe nutzen.
"Proteine werden in der Zelle auf natürliche Weise umgewandelt", sagt Prof. Dr. Radoslaw P. Nowak, der die neue Professur für "Immune Engineering and Drug Discovery" am Institut für Strukturbiologie des Universitätsklinikums Bonn (UKB) angetreten hat. Der 36-jährige Biochemiker will solche Recycling-Prozesse zur Entdeckung neuer Arzneistoffe nutzen.
Eiweiße werden durch das sogenannte "Ubiquitin-Proteasom-System" abgebaut. Spezielle Enzyme binden fehlgefaltete und dysfunktionale Proteine und markieren sie mit Ubiquitin für die Zerstörung durch das Proteasom - ein zelluläres Abfallentsorgungssystem, wo die Proteine in Stücke gehackt und recycelt werden. Molekulare "Klebstoffabbaue" können diesen natürlichen Abbauprozess aushebeln und auf Proteine lenken, die bisher als nicht therapeutisch angreifbar galten.
Die hantelförmigen PROTACs verkleben über ihre beiden Bindungsarme das Zielprotein mit der E3-Ubiquitin-Ligase und ermöglichen so die Übertragung von Ubiquitinen und den anschließenden Abbau durch das Proteasom. "Wir nennen dieses einen gezielten Proteinabbau, denn wir können jetzt PROTACs entwickeln oder molekulare Klebstoffabbauer finden, mit denen wir spezifisch Proteine angreifen können, die bisher nur schwer zu bekämpfen waren", erklärt Nowak.
Mit seinem Team will er herausfinden, wie auf diesem Weg Proteininteraktionen innerhalb einer Zelle zu therapeutischen Nutzen umgestaltet werden können. "Das Gefühl, dass wir etwas Neues entdeckt haben, ist spannend. In der aktuellen Forschung ist die Entdeckung eine Teamleistung und das macht sie so besonders", sagt Prof. Nowak. Daher möchte er langfristig an der Universität Bonn ein Netzwerk schaffen, das sich auf verschiedene Aspekte der Arzneimittelentdeckung konzentriert.
Dies soll die Forschung in Richtung therapeutischer Entwicklung führen. "Da ich am UKB in ein Krankenhaus eingebettet bin, finde ich es besonders wichtig, mich auf Forschung zu konzentrieren, die ein translationales Potenzial hat", sagt Nowak. "Die Entdeckung von Arzneimitteln ist ein anspruchsvoller und manchmal langwieriger Prozess, der jedoch immer mit einer grundlegenden Entdeckung und häufig mit einem chemischen oder biologischen Werkzeug beginnt." Die Kombination von Immunologie mit Spitzentechnologien wie Chemie, Proteomik, Nanokörpern, Strukturbiologie oder Gen-Editierung passe perfekt zu seinem Fachwissen über gezielten Proteinabbau und die Entdeckung kleiner Moleküle für neue Medikamente.
