Rhomboid-Proteasen treten in nahezu allen Organismen auf und sind an verschiedenen biologischen Prozessen und Krankheiten beteiligt. Entsprechend interessant sind sie als Ansatzpunkt für neue Medikamente, die ihre Aktivität hemmen. Die Arbeitsgruppe Chemical Proteomics entwickelt Untersuchungsverfahren, mit denen sie die Aktivität von Rhomboid-Proteasen beobachten kann. So konnte die Gruppe bereits neue Inhibitoren für diese Enzyme identifizieren und arbeitet derzeit daran, diese zu optimieren. Außerdem werden die Inhibitoren zu aktivitätsbasierten Sonden weiterentwickelt, was dazu beitragen kann, funktionale Rollen und biochemische Mechanismen dieser faszinierenden Enzyme aufzuklären.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Arbeiten in diesem Projekt ist die Identifizierung der Zielproteine von niedermolekularen Wirkstoffen, so genannten „small molecules“. Viele niedermolekulare Wirkstoffe binden spezifisch an bestimmte Enzyme und hemmen oder aktivieren diese. Um die Enzyme aufzuspüren, die mit den Wirkstoffen interagieren, entwickelt die Arbeitsgruppe Chemical Proteomics ebenfalls molekulare Werkzeuge: kleine Molekül-Sonden, die an einen Trägerstoff wie Harz gebunden sind und das Wirkstoff-Molekül enthalten oder imitieren. So können Zielproteine aus einer Probe angereichert werden. Allerdings verfälschen unspezifische Bindungen von anderen Proteinen an den Trägerstoff oft das Ergebnis. Die Arbeitsgruppe entwickelt deshalb so genannte Linker, die zwischen dem Trägerstoff und der molekularen Sonde angebracht sind und durch eine chemische Reaktion gespalten werden können. So können die Zielproteine, die an die Sonden gebunden sind, von unspezifisch gebundenen Proteinen getrennt werden. Dieser Schritt reduziert das „Hintergrundrauschen“ bei massenspektrometrischen Analysen, also die unspezifischen Signale, die die Auswertung erschweren und die Ergebnisse verfälschen können.
Für all diese Arbeiten benötigt die Gruppe Techniken zur Herstellung von neuen chemischen Komponenten, wie zum Beispiel Proteasehemmern und aktivitätsbasierten Sonden. Um die Herstellungsprozesse so einfach wie möglich zu gestalten, nutzt die Gruppe Verfahren, die auf der Festphasenträger-Synthese aufbauen. Der Vorteil dieser Methoden ist, dass die Herstellung automatisch oder manuell ablaufen kann und eine schnelle Synthese sowie Optimierung der molekularen Werkzeuge erlaubt.
