Neue Entwicklungen bei der Photoaffinitätsmarkierung

Abstract

Die Untersuchung von Ligand‐Rezeptor‐Wechselwirkungen ist und bleibt eine Herausforderung für Chemiker und Biologen. Auf der Grundlage der Strukturaufklärung von biologischen Rezeptoren gelangt man zu einem besseren Verständnis ihrer Funktionen. Die Methode der Photoaffinitätsmarkierung ist ein biochemischer Ansatz, um Rezeptoren für weitere Strukturuntersuchungen zu identifizieren und zu charakterisieren. Die Primärstruktur eines Rezeptorproteins wurde typischerweise durch reverse Genetik erhalten; dazu wurde das Protein ausgiebig gereinigt und das N‐terminale Peptid sequenziert. Dies ermöglichte das Design entsprechender Oligonucleotidsonden. Deren Synthese führte durch Hybridisierung zur Identifizierung von cDNA‐Klonen. Nach dieser Strategie wurden mehrere membranständige Neurotransmitterrezeptoren und wichtige Polypeptide, die in sehr geringen Mengen im Zentralnervensystem vorkommen, identifiziert und ihre Sequenz aus der cDNA‐Sequenz abgeleitet. Da bei der Photoaffinitätsmarkierung eine kovalente Bindung zwischen einem radioaktiv markierten Analogon des Liganden und der Rezeptorbindungsstelle gebildet wird, ist es theoretisch möglich, radioaktiv markierte Peptide zu isolieren und zu sequenzieren sowie dann die entsprechenden Oligonucleotide zu synthetisieren. Im Vergleich zum klassischen Ansatz können durch Photoaffinitätsmarkierung möglicherweise die kritischen Solubilisierungs‐ und Reinigungsschritte vermieden werden. So weit uns bekannt ist, wurde bisher noch kein Beispiel für eine Primärstrukturbestimmung durch Photoaffinitätsmarkierung veröffentlicht. Die außergewöhnlichen Fortschritte der Klonierungsmethoden, vor allem der Homologie‐ und Expressionsklonierungen, haben den oben geschilderten Ansatz jedoch vollständig überholt und so die Frage nach neuen Perspektiven für die Photoaffinitätsmarkierung aufgeworfen. In diesem Übersichtsartikel präsentieren wir eine aktualisierte Zusammenstellung ausgewählter Entwicklungen und neue Herausforderungen für diese Methode. Insbesondere eröffnet die Methode der Photoaffinitätsmarkierung nicht nur den Zugang zu Strukturelementen, sondern ist auch dafür geeignet, die Funktionen biologischer Rezeptoren, z. B. ihre Rolle bei der Signaltransduktion, zu untersuchen.