Vores forskning omhandler signalformidling i kræft med særligt fokus på nyre-, prostata- og brysttumorer samt derfra etablerede cellelinjer. Vi undersøger nøgleproteinkinaser, såsom CK2, PKB/AKT, mTOR, AMPK, kinaser fra MAPK signalvejen samt lipidkinasen PI(3)K. Derudover prøver vi at identificere nye stoffer ved brug af ‘high-throughput’-analyse af stofbiblioteker. Vi ‘fisker’ efter AMPK-stimulerende stoffer samt stoffer der hæmmer ovennævnte kinaser. Lovende stoffer bliver brugt til co-krystalliseringsundersøgelser med det formål at afklare interaktionen mellem stof og de forskellige proteinkinaser
Forskningsleder: Professor, dr.rer.nat.habil. Olaf-Georg Issinger
Forskere og forskningsgruppe:
Laboratorietekniker Hans H. Jensen
Laborant Tine L. Rasmussen
Ph.d.-stipendiat Gerda Maria Hübner
Specialestuderende:
Sara C. Larsen (co-supervisor)
Sidsel B. Odgaard (co-supervisor)
ITEK-studende:
Louise L. B. Christoffersen
Collaborations
SDU, OUH
Niels Marcussen, professor - patologi
Hans Mickley, professor - kardiologi
SDU, BMB
Barbara Guerra, lektor
Lars Folke Olsen, lektor
København Universitet
Martin Berchtold, professor – cellebiologi
Universität zu Köln
Karsten Niefind, PD –biokemi
Universität Düsseldorf
Gerhard Fritz, professor - toxikology
Universität d. Saarlandes
Mathias Montenarh, professor - biokemi
Ekhart Meese, professor - humangenetik
Stefan Siemer, professor –klinisk urologi
Running Grants
Forskningsråd Natur og Univers FNU (2011-2013)
Kræftensbekæmpelse (2011-2013)
Hjerteforeningen (2011-2012)
Specifikke forskningsprojekter i Issingers gruppe:
CK2 i nyretumorer og metastaser – projektet omhandler nyrekræft med fokus på to hovedegenskaber typisk for denne kræftform (i) hurtig vækst og (ii) bemærkelsesværdigt høje angiogene egenskaber. Den høje blodkardannelse skyldes delvis proteiner såsom VEGF. Transkriptionen af VEGF er afhængig af tilstedeværelsen af hypoxia-inducible factor - (HIF1a), som er kontrolleret af von Hippel-Lindau-proteinet (pVHL).
Nye resultater har vist, at p53 er stærkt involveret i denne reguleringsmekanisme. Men også den høje CK2-aktivitet og den asymmetrisk forøgede ekspression af den regulatoriske CK2b-subunit har indflydelse på p53 og HIF1-reguleringen. Ca. 70% of renal clear cellecarcinomer (RCC) udtrykker vildtype p53. Derfor vil forståelsen af samspillet mellem HIF1, pVHL og CK2 på p53s transkriptionelle aktivitet være afgørende for at udvikle nye og bedre terapeutiske strategier til behandlingen af RCC. For nylig identificerede vi hæmstoffet resorufin (1) som hæmmer CK2 med en meget højere selektivitet end de indtil nu brugte hæmstoffer DMAT og TBB. Dette har især vist sig vigtigt når man undersøger signaleringen involveret i reparation af DNA, da DMAT og TBB også hæmmer PI(3)K familien (2). Samarbejde med, professor, dr.med. Niels Marcussen, Klinisk Patologi, OUH, Odense, professor, dr.med. Stefan Siemer, Urologisk Afdeling, Univ.Saarland, Homburg/Saar, Tyskland, professor, dr.med. Eduard Becht, Urologisk Afdeling, Krankenhaus Nordwest, Frankfurt/M, Tyskland.
Støttet af: Kræftens Bekæmpelse, nr. 002521109210
Hæmning af PI(3)K/AKT og mTOR signaleringsveje
At hæmme signaleringsmolekyler involveret i diverse sygdomme har høj prioritet både i den akademiske verden og lægemiddelsindustrien. Med afdækningen af nøglesignaleringsveje har det vist sig at den oprindelige antagelse at en hovedsagelig vertikal signalering (såsom MAPK- signaleringsvejen) var uholdbar og blev derfor udvidet, således at man nu betragter cellulær signalering som et komplekst netværk af overlappende signaler. Ved at ramme ’dysfunktionelle’ nøglemolekyler fra signaleringsveje involveret i forskellige sygdomme, f. eks. type-2 diabetes og kræft kan man forestille sig at inaktiveringen af et bestemt signaleringsmolekyle vil være gavnlig for at behandle kræft, dog skadelig i behandlingen af type-2 diabetes.
Derfor er det vigtigt at undersøge signaleringsnetværket grundigt for alternative muligheder så at man samtidig kan ramme de to forskellige sygdomme, hver med høj specificitet. I vores projekt arbejder vi med følgende: (i) at identificere nye og mere specifikke hæmstoffer ved hjælp af HTS af et naturstofbibliotek (3); (ii) bestemmelse af selektiviteten ved at teste effektiviteten mod et panel af andre kinaser og (iii) undersøgelse af potentielle hæmstoffer i diverse cellelinier.
Samarbejde med Ph.d., dr. Karsten Niefind, Institut for Biokemi, Univ. Köln, Köln, Tyskland, professor, dr. Gerhard Fritz, Institut for Toxikologi, Univ. Mainz, Mainz, Tyskland.
Støttet af: Novo Nordisk Fonden: nr. R121-A10053
AMPK, en regulator af kroppens energimetabolisme: Betydning for sundhed og sygdom
AMP-aktiveret proteinkinase (AMPK) aktiveres ved ATP-mangel, forøgede AMP-mængder, glukosemangel (sult), iltmangel, iskæmi samt heat shock. Således fungerer enzymet som en sensor for energiændringerne i cellen. Angående sin vigtighed for cellen kan enzymet sammenlignes med den centrale processorenhed (CPU) i en computer. Man har desuden vist at AMPK er involveret i andre signaleringsveje såsom mTOR og PI(3)K. Med opdagelsen af to nye stoffer der stimulerer AMPK (fremin og freminka) er det nu muligt at undersøge AMPK's rolle under forskellige cellulære stresssituationer (se ref. 4). Samarbejde med professor, dr. Bruce Kemp, St. Vincents Institute, Univ. of Melbourne, Melbourne, Australien, professor, dr.med. Niels Marcussen, Klinisk Patologi, OUH, Odense, professor, dr.med. Stefan Siemer, Urologisk Afdeling, Univ.Saarland, Homburg/Saar, Tyskland.
Støttet af: Kræftens Bekæmpelse, nr. 002521109210
Peer-reviewed publications from the last five years (H-factor: 35)
166. Scott JW, Oakhill JS, Foitzik RC, Holmes I, Kemp BE, Issinger OG (2011) ATP sensitive small-molecule activator of the Adenylate Charge Regulated Kinase.
Submitted to Chemistry & Biology
165. Klopffleisch K, Issinger OG, Niefind K (2011) Hinge region plasticity of human protein kinase CK2 catalytic subunit-a structural study unbiased by crystal packing effects.
Submitted to Protein Science.
164. Kreutzer J, Salvador A, Diana P, Cirrincione G, Vedaldi D, Litchfield DW, Issinger OG, Guerra B (2011) 2-Triazenoazaindoles: A novel class of triazenes inducing transcriptional down-regulation of EGFR and HER-2 in human pancreatic cancer cells.
Int. J. Oncol. Doi: 10.3892/ijo_xxxxxx
163. Olsen BB, Fritz G, Issinger OG (2011) Characterization of ATM and DNA-PK wild-type and mutant cell lines upon DSB induction in the presence and absence of CK2 inhibitors.
Int. J. Oncol. Oct. 12. Doi:10.3892/ijo.2011.1227, ahead of print
162. Ahmed K, Issinger OG, Niefind K (2011) Protein kinase CK2: a catalyst for biology, medicine and structural biochemistry.
Mol. Cell. Biochem. 256, 1-3.
161. Kreutzer JN, Olsen BB, Lech K, Issinger OG, Guerra B (2011) Role of polyamines in determining the cellular response to chemotherapeutic agents: modulation of protein kinase CK2 expression and activity.
Mol. Cell. Biochem. 356, 149-158.
160.Olsen, B, Fischer U, Rasmussen TL, Montenarh M, Meese E, Fritz G, Issinger OG (2011) Lack of the catalytic subunit of DNA-dependent protein kinase (DNA-PKcs) is accompanied by increased CKa’ levels.
Mol. Cell. Biochem. 356, 139-147.
159. Bischoff N, Raaf J, Olsen, Bretner M, Issinger OG, Niefind K (2011) Enzymatic activity with an incomplete catalytic spine: insigths from a comparative structural analysis of human CK2a and its paralogous isoform CK2a’.
Mol. Cell. Biochem. 356, 57-65.
158. Diana P, Stagno A, Barraja P, Carbone A, Parrino B, Dall’Acqua F, Vedaldi D, Salvador A, Brun P, Castagliuolo I, Issinger OG, Cirrincione G (2011) Synthesis of triaenoazaindoles: a new class of triazenes with antitumor activity.
Chem. Med. Chem. 6, 1291-1299.
157. Bischoff N, Olsen B, Raaf J, Bretner M, Issinger OG, Niefind K (2011) Structure of the human protein kinase CK2 catalytic subunit CK2a’ and interaction thermodynamics with the regulatory subunit CK2b.
J. Mol. Biol. 407, 1-12.
156. Raaf J, Bischoff N, Klopffleisch K, Brunstein E, Olsen BB, Vilk G, Litchfield DW, Issinger OG, Niefind K (2010) Interaction between CK2a and CK2b, the subunits of protein kinase CK2: thermodynamic contributions of key residues on the CK2a surface.
Biochemistry, 50, 512-522.
155. Olsen BB, Guerra B, Niefind K, Issinger OG (2010) Structural basis of the constitutive activity of protein kinase CK2.
Methods Enzymol. 484, 515-529.
154. Olsen BB, Issinger OG, Guerra B (2010) Regulation of DNA-dependent protein kinase by protein kinase CK2 in human glioblastoma cells.
Oncogene,29, 6016-6026.
153. Niefind K., Issinger OG (2010) Conformational plasticity the catalytic subunit of protein kinase CK2 and its consequences for regulation and drug design.
Biochim. Biophys. Acta, 1804, 484-492.
152. Niefind K., Raaf J., and Issinger OG (2009) Protein kinase CK2 in health and disease: Protein kinasse CK2: from structure to insights.
Cell. Mol. Life Sci. 66, 1800-1816.
151. Raaf J., Issinger, OG., and Niefind K. (2009) First inactive conformation of the catalytic subunit of protein kinase CK2.
J. Mol. Biol., 386, 1212-1221.
150. Fritz G, Issinger OG. and Olsen B.B. (2009) Selectivity analysis of protein kinase CK2 inhibitors DMAT, TBB and resorufin in cisplatin-induced stress responses and cell death.
Int. J. Oncol., 35, 1151-1157.
149. Sandholt-Skjøth I, Olsen B.B., Guerra B, and Issinger OG. (2009) Resorufin - a lead for a new Protein Kinase CK2 inhibitor.
Anti-cancer drugs, 20, 238-248
148. Niefind K, Raaf J, Brunstein E, Issinger OG (2008) The interaction of CK2alpha and CK2beta, the subunits of protein kinase CK2, is enthalpically driven and requires CK2beta in a pre-formed conformation. Protein Science, 12, 2180-2186.
147. Olsen B. B, Larsen M, Boldyreff B, Niefind K, and Issinger O.G. (2008) Exploring the intramolecular phosphorylation sites in human Chk2. Mutation Research, 646, 50-59.
146. Boldyreff B.B., Rasmussen T., Jensen H., and Issinger O.-G. (2008) Expression and purification of PI3 kinase alpha and development of a luminometric PI3 kinase activity assay. Journal of Biomolecular Screening. 12, 1035-1040.
145. Lundvig D., Kleinnijenhuis A.J. Issinger O.-G., Jensen O.N., and Jensen P.H. (2008) Identification of multiple posttranslational modifications in the porcine brain specific p25alpha. A novel player in neurodegenerative diseases. J. of Neurochem., 106, 925-933.
144. Guerra, B. and Issinger O.-G. (2008) Protein kinase CK2 in human diseases. Current Medicinal Chemistry, 15, 1870-1886.
143. Raaf, J., Issinger, O.-G., and Niefind K., (2008) Insights from soft X-rays: the chlorine and sulphur sub-structures of a CK2alpha/DRB complex. Mol. Cell. Biochem, 16, 15-23.
142. Olsen, B.B., Rasmussen T., Niefind, K., and Issinger O.-G. (2008) Biochemical characterization of CK2alpha and alpha’ paralogues and their derived holoenzymes: Evidence for the existence of a heterotrimeric CK2alpha’ holoenzyme forming trimeric complexes. Mol. Cell. Biochem., June 24, ahead of print
141. Niefind, K, Issinger OG (2008) Targeting protein/protein interactions: Protein kinase CK2 as a prime example for a novel concept. Screening – Trends in Drug Discovery, 9, 18-20.
140. Raaf, J., Klopffleisch K., Issinger, OG, and Niefind K. (2008) The catalytic subunit of human protein kinase CK2 structurally deviates from its maize homologue in complex with the nucleotide competitive inhibitor emodin. J. Mol. Biol., 377, 1-8.
139. Raaf J., Brunstein E, Issinger OG and Niefind K (2008) The CK2alpha/CK2beta interface of human protein kinase CK2 harbors a binidng pocket for small molecules. Chem. Biol., 15, 111-117.
138. Persson, T., Yde, C.W., Rasmussen, J.E., Rasmussen, T.L., Guerra, B., Issinger, O.-G., and Nielsen J. (2007) Carboxyl and carboxamide pyrazoles as protein kinase inhibitors in corrupt eukaryotic signal transduction: Induction of growth arrest in MCF-7 cancer cells. Organic & Bioorganic Chemistry, 5, 3877-4024
137. Yde, C.W., Frogne, T, Lykkesfeldt, AB, Fichtner, I., Issinger, O.-G., and Stenvang J. (2007) Induction of cell death in antiestrogen-resistant human breast cancer cells by the protein kinase CK2 inhibitor DMAT.
Cancer Letters, 256, 229-237.
136. Yde, C.W., Gyrd-Hansen, M., Lykkesfeldt, A.E., Issinger, O.-G.and Stenvang, J. (2007) Breast cancer cells with acquired anti-estrogen resistance are sensitized to cisplatin-induced cell death.
Mol. Cancer Therapeutics, 6, 1869-1876.
135. Niefind, K., Yde, C.W., Ermakova, I, and Issinger, O.-G. (2007) Evolved to be active: CK2alpha and its exceptional role within the CMGC family of eukaryotic protein kinases.
J. Mol. Biol. 370, 427-438