Hochschule Institute Institut für Biochem

Institut für Biochemie

Die Biochemie untersucht die Grundlagen des Lebens auf der molekularen Ebene. Proteine sind die molekularen Bausteine der Zelle und an fast allen Lebensprozessen beteiligt. Die komplexen Prozesse der Signalwege in der Zelle zu untersuchen ist notwendig um beispielsweise Stoffwechselvorgänge bei der Ernährung oder die Wirkungsweise von Medikamenten zu verstehen.

An der Medizinischen Hochschule Brandenburg ist das Institut im Rahmen des Studiengangs Medizin verantwortlich für die Vermittlung der biochemischen Grundlagen für die ärztliche Tätigkeit und ist Ansprechpartner für alle biochemischen Fragen im praxisorientierten und wissenschaftsgeleiteten Curriculum an der MHB.

Die Forschung am Institut für Biochemie widmet sich der detaillierten biochemischen und molekularbiologischen Charakterisierung von Signaltransduktionswegen, die im kardiovaskulären System und bei dessen Erkrankungen eine Rolle spielen. Darüber hinaus werden am Institut für Biochemie Signalwege untersucht, die die Entwicklung des Gehirns und des Gesichts während der Embryogenese steuern. Das Ziel ist es die Funktion von spezifischen Proteinen im physiologischen und pathophysiologischen Kontext im molekularbiologischen Detail zu verstehen und durch die neuen Erkenntnisse auf molekularer Ebene das komplexe Zusammenspiel von verschiedenen Zellen, Geweben und Organen besser zu begreifen. Die Motivation für unsere Forschung besteht darin, durch den Erkenntnisgewinn auf biochemischer und molekularer Ebene neue Angriffspunkte für diagnostische, präventive und therapeutische Maßnahmen zu finden. Unsere wissenschaftlichen Fragestellungen bearbeiten wir mit einem breiten Methodenspektrum, das von der klassischen Biochemie und Molekularbiologie, über Zellkultur, mikroskopische Verfahren, Histologie bis zur Mausgenetik reicht.

Leitung und Kontakt

Team:
Prof. Dr. rer. nat. Stefanie Oess
E-Mail: stefanie.oess@mhb-fontane.de
Telefon: 03391 39-14800

Dr. rer. nat. Meike Hoffmeister
E-Mail: meike.hoffmeister@mhb-fontane.de
Telefon: 03391 39-14801

Kontakt:
Institut für Biochemie
Medizinische Hochschule Brandenburg Theodor Fontane
Haus D
Fehrbelliner Str. 38
16816 Neuruppin

Forschungsschwerpunkte

Endotheliale Dysfunktion, Herzhypertrophie und Herzversagen

Wir untersuchen Signaltransduktionswege im Kontext kardiovaskulärer Erkrankungen. Ausgangspunkt sind dabei unsere grundlegenden Arbeiten zum F-BAR Protein NOSTRIN. NOSTRIN ist ein wichtiger Regulator der Stickstoffmonoxid (NO)-Produktion und der Verlust von NOSTRIN in knockout-Mäusen führt zu endothelialer Dysfunktion, Hypertension und Herzversagen. Dabei spielt NOSTRIN eine wichtige Rolle in der korrekten Positionierung des M3-Acetylcholinrezeptors. Mit diesen Arbeiten konnten wir NOSTRIN als erstem F-BAR Protein eine Funktion bei der Regulation eines G-Protein gekoppelten Rezeptors nachweisen und zum grundlegenden Verständnis der Funktion von F-BAR Proteinen beitragen (Kovacevic et al., 2012, Embo J.; Kovacevic et al., 2015, Circ. Res.).

Konfokale Immunfluoreszenzbilder von Aorten-Explantaten gefärbt mit einem Antikörper gegen den M3-Acetylcholinrezeptor und DAPI.

Regulation der Angiogenese

Endothelzellen spielen eine entscheidende Rolle beim Prozess der Angiogenese zur Bildung von neuen Blutgefäßen aus bereits existierenden Gefäßen. Diese Prozesse sind zum einen in der Entwicklung von großer Bedeutung aber auch bei der Wundheilung und Angiogenese von Tumoren. Wir konnten zeigen, dass NOSTRIN an der Assemblierung eines Signalkomplexes bestehend aus dem FGF-Rezeptor 1 mit Rac1 und Sos1 beteiligt ist und dabei essentiell für die FGF-2 abhängige Aktivierung der kleinen GTPase Rac1 ist. Somit kommt NOSTRIN eine wichtige Rolle bei der Angiogenese während der Embryonalentwicklung zu (Kovacevic et al., 2012, Embo J).

Darstellung der vaskulären Front von Retina Explantaten durch Färbung mit Isolektin-B4 und Färbung der mitotischen Kerne unter Verwendung eines phospho-Histone H3 Antikörpers.

Regulation von Gehirn- und Gesichtsentwicklung während der Embryogenese

Die Holoprosenzephalie (HPE) ist eine häufige Fehlbildung des Gehirns beim Menschen mit einer Prävalenz von 1:16.000 bei der Geburt und 1:250 beim Embryo. Die Ursachen der HPE können vielfältig sein und an der Entstehung des Krankheitsbilds sind sowohl Einflüsse aus der Umwelt als auch genetische Faktoren beteiligt. Wir konnten die E3-Ligase NOSIP als kritischen Modulator bei der Gehirn- und Gesichtsentwicklung identifizieren. Der Verlust von NOSIP im Mausmodell führt zur Ausbildung einer HPE in Assoziation mit weiteren Fehlbildungen des Gesichts (Hoffmeister et al., 2014, PlosOne). Weiterführende Studien in Maus und Xenopus haben gezeigt, dass NOSIP ein kritischer Faktor für die Neurogenese während der Embryonalentwicklung ist und somit ein Kandidatengen für mögliche Fehlregulationen bei der Entwicklung des menschlichen Gehirns darstellt (Hoffmeister et al., 2017, Dev Biol). Diese Untersuchungen vertiefen und erweitern wir gegenwärtig unter Anwendung von in-vivo und in-vitro Methoden z.B. Kultivierung von neuronalen Stammzellen, Massenspektrometrie, Protein-Protein Interaktionen, intrazelluläre Signalwege auf molekularer Ebene, mikroskopische Methoden.

Konfokale Immunfluoreszenzbilder von koronalen Gehirnschnitten verschiedener Entwicklungsstadien nach Färbung mit Antikörpern gegen N-tubulin, Pax6 und Tbr2 in Kombination mit DAPI.
Lebenslauf Prof. Dr. Stefanie Oess

Tätigkeiten

  • seit 09/2017 Professur Institut für Biochemie an der MHB
  • 2009 – 2017 Unabhängige Forschungsgruppenleiterin am Institut für Biochemie II, Universitätsklinikum Frankfurt am Main
  • 2000 – 2008 Post-Doc, Institut für Biochemie II, Universitätsklinikum Frankfurt am Main
  • 2000 Post-Doc, MPI Bad Nauheim, Kerkhoff Institut

Ausbildung

  • 1999 Promotion zum Dr. rer. nat, Ludwig-Maximilians Universität, München
  • 1996 – 1999 Doktorarbeit am Max-Planck Institut für Biochemie, Martinsried und Klinikum rechts der Isar, München
  • 1995/96 Approbation (D)/(UK)
  • 1990 – 1994 Pharmaziestudium an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg und der School of Pharmacy, London
Lebenslauf Dr. Meike Hoffmeister

Tätigkeiten

  • seit 09/2017 Laborleitung Institut für Biochemie an der MHB
  • 2009 – 2017 Staff Scientist am Institut für Biochemie II, Universitätsklinikum Frankfurt am Main
  • 2005 – 2009 Post-Doc, Institut für Biochemie II, Universitätsklinikum Frankfurt am Main
  • 2004 – 2005 Post-Doc, Heinrich-Heine Universität Düsseldorf

Ausbildung

  • 2004 Promotion zum Dr. rer. nat., Heinrich-Heine Universität, Düsseldorf
  • 2000 – 2004 Doktorarbeit an der Heinrich-Heine Universität Düsseldorf
  • 1992 – 2000 Biologiestudium an der Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg
Publikationen
  • Zöller T, Wittenbrink M, Hoffmeister M, Steinle A. Cutting an NKG2D Ligand Short: Cellular Processing of the Peculiar Human NKG2D Ligand ULBP4. Front Immunol. 2018 Mar 29;9:620. doi: 10.3389/fimmu.2018.00620. eCollection 2018.
  • Tuppi M, Kehrloesser S, Coutandin DW, Rossi V, Luh LM, Strubel A, Hötte K, Hoffmeister M, Schäfer B, De Oliveira T, Greten F, Stelzer EHK, Knapp S, De Felici M, Behrends C, Klinger FG, Dötsch V. Oocyte DNA damage quality control requires consecutive interplay of CHK2 and CK1 to activate p63. Nat Struct Mol Biol. 2018. 25 (3): 261-269.
  • Hoffmeister M, Krieg J, Ehrke A, Seigfried FA, Wischmann L, Dietmann P, Kühl SJ, Oess S. Developmental neurogenesis in mouse and Xenopus is impaired in the absence of Nosip. Dev. Biol. 2017. 429 (1): 200-212.
  • Kovacevic I, Müller M, Kojonazarov B, Ehrke A, Randriamboavonjy V, Kohlstedt K, Hindemith T, Schermuly RT, Fleming I, Hoffmeister M, Oess S. The F-BAR Protein NOSTRIN Dictates the Localization of the Muscarinic M3 Receptor and Regulates Cardiovascular Function. Circ. Res. 2015. 117 (5): 460-9.
  • Kovacevic I, Hoffmeister M, Oess S. Fibroblast Growth Factor Signaling in Vascular Development. Endothelial Signaling in Development and Disease, MHH Schmidt, S Liebner (editors), Springer Science + Business Media LLC New York 2015. p. 93-114.
  • Hoffmeister M, Prelle C, Küchler P, Kovacevic I, Moser M, Müller-Esterl W, Oess S. The ubiquitin E3 ligase NOSIP modulates protein phosphatase 2A activity in craniofacial development. PLoS ONE 2014. 9 (12): e116150. 
  • Kovacevic I, Hu J, Siehoff-Icking A, Opitz N, Griffin A, Perkins AC, Munn AL, Müller-Esterl W, Popp R, Fleming I, Jungblut B, Hoffmeister M, Oess S. The F-BAR protein NOSTRIN participates in FGF signal transduction and vascular development. EMBO J. 2012. 31 (15): 3309-22.
  • McCormick ME, Goel R, Fulton D, Oess S, Newman D, Tzima E. Platelet-endothelial cell adhesion molecule-1 regulates endothelial NO synthase activity and localization through signal transducers and activators of transcription 3-dependent NOSTRIN expression. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.2011. 31 (3): 643-9. 
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  • König P, Dedio J, Oess S, Papadakis T, Fischer A, Müller-Esterl W, Kummer W. NOSIP and its interacting protein, eNOS, in the rat trachea and lung. J. Histochem. Cytochem. 2005. 53 (2): 155-64.
  • Hoffmeister M, Piotrowski M, Nowitzki U, Martin W. Mitochondrial trans-2-enoyl-CoA reductase of wax ester fermentation from Euglena gracilis defines a new family of enzymes involved in lipid synthesis. J. Biol. Chem. 2005. 280: 4329-4338.
  • Dreyer J, Schleicher M, Tappe A, Schilling K, Kuner T, Kusumawidijaja G, Müller-Esterl W, Oess S, Kuner R. Nitric oxide synthase (NOS)-interacting protein interacts with neuronal NOS and regulates its distribution and activity. J. Neurosci. 2004. 24 (46): 10454-65.
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  • Hildt E, Oess S. Identification of Grb2 as a novel binding partner of tumor necrosis factor (TNF) receptor I. J. Exp. Med. 1999. 189 (11):1707-14.