@article{BotheHaenzelmannBoehleretal.2022,
  author    = {Bothe, Sebastian and H{\"a}nzelmann, Petra and B{\"o}hler, Stephan and Kehrein, Josef and Zehe, Markus and Wiedemann, Christoph and Hellmich, Ute A. and Brenk, Ruth and Schindelin, Hermann and Sotriffer, Christoph},
  title     = {Fragment screening using biolayer interferometry reveals ligands targeting the SHP-motif binding site of the AAA+ ATPase p97},
  series = {Communications Chemistry},
  volume    = {5},
  journal   = {Communications Chemistry},
  number    = {1},
  doi       = {10.1038/s42004-022-00782-5},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-300821},
  year      = {2022},
  abstract  = {Biosensor techniques have become increasingly important for fragment-based drug discovery during the last years. The AAA+ ATPase p97 is an essential protein with key roles in protein homeostasis and a possible target for cancer chemotherapy. Currently available p97 inhibitors address its ATPase activity and globally impair p97-mediated processes. In contrast, inhibition of cofactor binding to the N-domain by a protein-protein-interaction inhibitor would enable the selective targeting of specific p97 functions. Here, we describe a biolayer interferometry-based fragment screen targeting the N-domain of p97 and demonstrate that a region known as SHP-motif binding site can be targeted with small molecules. Guided by molecular dynamics simulations, the binding sites of selected screening hits were postulated and experimentally validated using protein- and ligand-based NMR techniques, as well as X-ray crystallography, ultimately resulting in the first structure of a small molecule in complex with the N-domain of p97. The identified fragments provide insights into how this region could be targeted and present first chemical starting points for the development of a protein-protein interaction inhibitor preventing the binding of selected cofactors to p97.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kehrein2022,
  author    = {Kehrein, Josef},
  title     = {Simulationsstudien zur ortsspezifischen Biokonjugation maßgeschneiderter Polymere},
  doi       = {10.25972/OPUS-28958},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-289589},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Polymer-Biokonjugationen, vornehmlich mit dem Goldstandard PEG, f{\"u}hren zu einer verbesserten Pharmakokinetik, beeinflussen aber auch die konformative Stabilit{\"a}t von Proteinen. Bisherige Mutationsstudien, in denen {\"u}berwiegend (Asn)PEG4 -Konjugate der Beta-faltblattstrukturreichen, humanen Pin 1 WW-Dom{\"a}ne untersucht wurden, postulieren auf einer Proteindesolvatation beruhende Stabilisierungsmechanismen: eine St{\"a}rkung intramolekularer Salzbr{\"u}cken und NH-pi-Bindungen, sowie entropisch g{\"u}nstige Wasserverdr{\"a}ngungen um apolare Aminos{\"a}uren und Hydroxylgruppen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Protein-Polymer-Dynamik auf molekularer Ebene zu charakterisieren, um damit rationale Ans{\"a}tze zum Design neuer Biokonjugate voranzutreiben und m{\"o}gliche PEG-Alternativen zu etablieren. Hierzu wurde eine Vielzahl an Deskriptoren mittels Molekulardynamik-Simulationen der WW-Konjugate gewonnen und mit publizierten Stabilit{\"a}tsdaten in multivariaten Regressions- und logistischen Klassifikationsmodellen korreliert. Die gewonnenen QSPR-Modelle decken im Vergleich zu einer bereits publizierten, kristallstrukturbasierten Richtlinie einen gr{\"o}ßeren und strukturell vielf{\"a}ltigeren Datensatz an Konjugaten ab und zeigen gleichzeitig, auch f{\"u}r ein Konjugat der Src SH3-Dom{\"a}ne, eine deutlich verbesserte Leistung. Die Modelldeskriptoren beschreiben sowohl eine Modulation der Solvatation als auch Protein-Polymer-Interaktionen. Metadynamik-Simulationen zeigten zudem die Polymerdynamik w{\"a}hrend einer partiellen Proteinentfaltung auf. Mithilfe weiterer Simulationen von Konjugaten des alpha-helikalen Her2-Affibodys wurde die Dynamik von PEG und verschiedener Alternativen (LPG, PEtOx, PMeOx) systematisch studiert. PEG interagierte mit positiv geladenen Lysinen und Argininen in der N{\"a}he hydrophober Aminos{\"a}uren. LPG zeigte zus{\"a}tzliche Wechselwirkungen der Hydroxylgruppen mit Aspartaten und Glutamaten. POx-Polymere interagierten mit Phenylalaninen, Tyrosinen und {\"u}ber Carbonylgruppen mit HB-Donatoren. Gr{\"o}ßere Konjugate (10 - 50 kDa PEG/LPG/PEtOx) des antiviralen Biologikums Interferon-alpha2a wurden mittels gaußbeschleunigter MDs und einer CG-Simulation analysiert. Charakteristische Wechselwirkungspartner stimmten mit den Beobachtungen zu Oligomer-Konjugaten {\"u}berein. In Einklang mit experimentellen Daten der Kooperationspartner zu den 10-kDa-Varianten deuteten zus{\"a}tzliche Constrained-Network-Analysen, welche die Proteinflexibilit{\"a}t evaluieren, auf eine thermische Destabilisierung hin. Die Bioaktivit{\"a}t der untersuchten Konjugate wurde weiterhin erfolgreich mit den Gyrationsdurchmessern der modellierten Strukturen korreliert.},
  subject      = {Konjugate},
  language  = {de}
}