Bestimmung posttranslationaler Modifikationen von Chemokinen zur Identifikation neuer therapeutischer Targets im Kontext entzündlicher Krankheiten

Abstract

Chemokine sind ein zentraler Faktor der Initiierung und Aufrechterhaltung von Inflammationen. Sie werden infolge inflammatorischer Stimuli von Immunzellen exprimiert und aktivieren diese. Posttranslationale Modifikationen von Chemokinen beeinflussen deren grundlegenden Eigenschaften, wie bspw. Stabilität und Rezeptoraffinität. In dieser Arbeit wurde mittels massenspektrometrischer und zellbiologischer Untersuchungen erstmals die Aktvierung des Chemokins CCL14 durch Kallikrein-verwandte Peptidase 5 und 8 nachgewiesen. Durch Kallikrein-katalysierte, selektive Abspaltung der N-terminal ersten acht Aminosäuren von CCL14, wurde die inaktive Proform des Chemokins in dessen biologisch aktive Variante konvertiert. Desweiteren konnte verifiziert werden, dass die Chemokine CCL25 und CXCL4 Substrate der humanen Glutaminylzyklase sind. Die Glutaminylzyklase bewirkte eine enzymatische Umwandlung des N-terminalen Glutmamins (CCL25) bzw. Glutaminsäure (CXCL4) zu Pyroglutamat.

Chemokines act as chemoattractants and activators of different leukocytes and are therefore involved in the development of numerous inflammatory disorders. Posttranslational modifications of chemokines have impact on their stability as well as binding affinity to their specific receptors. Via mass spectrometric analysis we, for the first time, proved that Kallikrein-related peptidases 5 and 8 selectively truncate the N-terminal 8-amino acid peptide ending with an arginine residue. The results obtained demonstrate that KLKs are capable of converting full-length CCL141-74 proform into its active form CCL149-74 exhibiting strong chemotactic activity on THP-1 monocytic leukemia cells. Furthermore, it was verified that the chemokines CCL25 and CXCL4 are substrates of the human Glutaminyl cyclase (hQC). The human Glutaminyl cyclase caused an enzymatic conversion of the N-terminal glutamine (CCL25) or glutamic acid (CXCL4) to pyroglutamate.