Biologische und Biochemische Charakterisierung von Hepcidin als Cuproprotein: Entwicklung eines Hepcidin Assays

• Published in: Zeitschrift für Gastroenterologie
• Main Authors: Zoller, H, Bakry, R, Ebert, MO, Vogel, W, Cox, TM
• Format: Conference Proceeding
• Language: German
• Published: 19.07.2007
• ISSN: 0044-2771; 1439-7803
• DOI: 10.1055/s-2007-985477

Einleitung: Hepcidin ist das Schlüsselhormon in der Regulation des Eisenstoffwechsels. Trotz seiner zentralen Bedeutung ist 6 Jahre nach dessen Identifikation lediglich eine semiquantitative Bestimmung dieses Peptidhormones durch Massenspektometrie möglich. Darüber hinaus sind bestimmte biologische Wirkungen von Hepcidin -wie die Hemmung der Erythropoese- nicht durch seine Bindung an den Hepcidinrezeptor & Eisenexporter Ferroportin erklärbar. Ziele: Entwicklung eines quantitativen assays für Hepcidin und Charakterisierung der beobachteten Kupferbindung. Methoden: Hepcidin wurde mittels Kationenaustauschchromatographie, Metallaffinitätschromatographie und RP-HPLC gereinigt und mittels Aminosäurenanalyse quantifiziert. Für die metabolische Markierung wurde die 65 Cu/ 63 Cu Ratio mittels ICP MS bestimmt und Hepcidin wurde mittels MALDI TOF Analyse hinsichtlich seiner Kupferbindung untersucht. Die biologische Funktion von apo-hepcidin und Cu-hepcidin wurde in zellbiologischen Assays und Knochenmarkskulturexperimenten charakterisiert. Ergebnisse: Wenn Hepcidin aus dem Harn von gesunden Kontrollpersonen gereinigt wird, können kupferbeladene Isoformen des Peptides nachgewiesen werden. Mittels metabolischer Markierungsexperimente mit dem stabilen Isotop 65 Cu, konnte gezeigt werden, dass die Interaktion zwischen Kupfer und Hepcidin in vivo erfolgt. Diese Interaktion von Hepcidin und Kupfer konnte zur Entwicklung einer effizienten und spezifischen Reinigungsmethode von Hepcidin genutzt werden, die die Quantifizierung von Hepcidin im Harn ermöglicht. Mittels Fluoreszenz- und NMR-Spektrometrie wurde der Effekt der Cu-Bindung an Hepcidin charakterisiert. Die biologische Konsequenz der Kupferbindung an Hepcidin wurde in Knochenmarkskulturen gezeigt, wobei die Inhibition der Erythropoese Kupfer-abhängig ist. Diskussion: Hepcidin bindet Kupfer in vivo, wobei die Metallbindung die Funktion als Inhibitor der Erythropoese beeinflusst ist und damit in der Pathogenese der Anämie chronischer Erkrankungen eine zentrale Rolle spielen könnte.