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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2022-01-01 - 2025-12-31

Weiterer Forschungskontext: Trichomonas vaginalis und Tritrichomonas foetus sind protistische Parasiten, die häufig den Urogenital- oder Verdauungstrakt von Säugetierwirten befallen und zu leichten Symptomen und einem erhöhten Risiko für Unfruchtbarkeit, Krebs, Virusinfektionen und ungünstige Schwangerschaftsergebnisse führen. Leider gibt es keinen Impfstoff, und die Wirksamkeit von Medikamenten ist seit dem Auftreten resistenter Isolate im Jahr 1962 geringer geworden. Daher sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um die Wirt-Parasit-Interaktionen der Trichomonaden zu verstehen und künftige Ausrottungsstrategien für die Gesundheit von Mensch und Tier zu entwickeln. Hypothesen: Es wird angenommen, daß es Unterschiede in der Proteinglykosylierung und im Glykoproteom von T. vaginalis- und T. foetus-Isolaten gibt, die mit dem Genotyp oder dem Herkunftswirt korrelieren, während N/O-Glykane dieser Arten von kohlenhydratmodifizierten Proteinen des angeborenen Immunsystems des Wirts erkannt werden. Methoden: In diesem Glykomik-Projekt wird die Proteinglykosylierung von T. vaginalis und T. foetus durch die feinstrukturelle Charakterisierung ihrer N/O-Glykane aus mehreren Referenz- und klinischen Isolaten definiert. Die parasitären Glykane werden durch enzymatische und chemische Behandlungen freigesetzt, bevor sie fluoreszenzmarkiert und mittels zweidimensionaler HPLC und MALDI-ToF charakterisiert werden. Die parasitären N/O-Glykane werden mittels Glykan-Array immobilisiert, um ihre Erkennung durch relevante Kohlenhydrat-bindende Proteine der angeborenen Wirtsimmunität zu untersuchen. Ziel der parasitären Glykoproteomik ist die Anreicherung und Identifizierung spezifischer Glykoproteome auf der Grundlage seltener Glykoepitope mittels Lektin-Affinitätschromatographie und LC-MS. Innovation: Diese eingehende strukturelle Kartierung von N/O-Glykanen aus T. vaginalis und T. foetus wird die Glykosylierung von Trichomonadenproteinen und damit die Glykosylierungsevolution von protistischen Parasiten definieren. Diese groß angelegte glykomische Untersuchung wird Unterschiede zwischen Trichomonadenisolaten in Bezug auf Genotyp und Herkunftswirt aufzeigen. Dieses erste Trichomonaden-basierte Glykan-Array wird die parasitären N/O-Glykan-Interaktionen mit Kohlenhydrat-bindenden Proteinen des angeborenen Immunsystems des Wirts aufzeigen. Die Glykoproteomik wird Glykoprotein-Grundgerüste und ihre N/O-verknüpften Glykane enthüllen, um potenziell hoch immunogene Glykoproteine zu identifizieren.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-12-01 - 2025-11-30

Theoretischer Rahmen: Monoderme Bakterien folgen dem sogenannten "coproporphyrin-abhängigen" Häm-Biosyntheseweg zur Bildung von Häm b. Das letzte Enzym in diesem Weg ist die Coproheme-Decarboxylase. In diesem Antrag wollen wir vertiefte Kenntnisse über aktinobakterielle Coproheme-Decarboxylasen liefern, die sich als die Vertreter mit der höchsten katalytischen Aktivität erwiesen haben. Zielsetzungen: Durch den Einsatz von biochemischen und biophysikalischen High-End-Methoden zur Untersuchung des Wildtyps und von Varianten der aktinobakteriellen Coproheme-Decarboxylase von Corynebacterium diphteriae soll ein vertieftes Wissen über die Wirkungsweise im Allgemeinen und ein tiefer Einblick in alle beteiligten Redox-Intermediate gewonnen werden. Methoden: Die biochemische und biophysikalische Charakterisierung der Coproheme-Decarboxylase wird mit Hilfe mehrerer High-End-spektroskopischer Methoden und kinetischer Charakterisierungen der Enzyme durchgeführt. Darüber hinaus werden wir modernste strukturbiologische Methoden einsetzen, um die Struktur des Enzyms bis ins kleinste Detail zu verstehen. Innovation: Viele Fragen über die Mechanismen der Enzyme, die am Coproporphyrin-abhängigen Häm-Biosyntheseweg beteiligt sind, sind unbeantwortet. Dieser Stoffwechselweg ist essentiell für monoderme Bakterien und einige intermediäre und diderme Bakterien. Dieses Projekt bietet eine gute Grundlage für zukünftige Entwicklungen, um neue Therapeutika gegen pathogene monoderme Bakterien zu finden, wie z.B. die aktinobakteriellen Erreger wie Corynebacterium diphteriae oder Mycobacterium tuberculosis. Primär beteiligte Forscher: Stefan Hofbauer schloss 2014 sein PhD-Studium an der BOKU im Rahmen des FWF-Doktoratskollegs W1224 "BioToP" ab und habilitierte sich im Jänner 2021. Giulietta Smulevich ist Professorin an der Universität Florenz und ist Expertin und weltweit führend in der Resonanz-Raman-Spektroskopie von Häm-Proteinen. Dominika Borek und Zbyszek Otwinowski sind Professoren an der University of Texas, Southwestern Medical Center, und gelten als anerkannte Experten für Strukturbiologie.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-09-01 - 2024-08-31

Der parasitäre Egel Opisthorchis felinus gehört zur Familie der Opisthorchiidae, zu der auch Opisthorchis viverrini und Clonorchis sinensis gehören. Millionen von Menschen in Asien und Osteuropa, wo diese Egel endemisch sind, sind bereits infiziert oder gefährdet. Der Erfolg der Parasiten bei der Infektion ist oft mit Oberflächen-Oligosacchariden verbunden, die dem Wirt präsentiert werden. Diese proteingebundenen Glykonjugate, auch N- und O-gebundene Glykane genannt, spielen entweder eine Rolle bei der Bindung des Parasiten und damit der Infektion oder bei der Immunreaktion, die sie beim Menschen auslösen. Leider ist bis heute nur sehr wenig über die Glykokonjugat-Strukturen von Leberegeln bekannt. In Anbetracht der Schwere, der durch den Parasiten verursachten Erkrankungen, die sogar Krebs wie das Cholangiokarzinom auslösen können, besteht ein großer Bedarf, das Wissen über die Strukturen der Glykokonjugate und ihre Interaktion mit dem Immunsystem zu erweitern. In diesem Projekt wollen wir moderne und leistungsstarke Analysewerkzeuge wie Metabolomics, Glykomik, Transcriptomics, Mikrobiom- und Glykoproteomanalyse mit Online- und Offline-Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie von Proteinen aus (i) adulten Würmern, Eiern und Ausscheidungsprodukten und aus (ii) Proben von infizierten Patienten kombinieren. Die gereinigten Glykane werden einer detaillierten Epitop-Identifizierung und in vitro zellbasierten Testen unterzogen, um ein besseres Verständnis der Wirtsimmunantwort nach Parasiteninfektion zu erlangen.

Betreute Hochschulschriften