Natürliche Killerzellen sind in der Lage, Tumorzellen gezielt zu erkennen und durch das Einschleusen eines tödlichen Protein-Cocktails zu eliminieren. Ein Forschungsteam um Dr. Georg Gydnia vom Pathologischen Institut des Universitätsklinikums Heidelberg identifizierte in diesem zellulären Giftgemisch das High Mobility Group Box 1 (HMGB1)-Protein als besonders wirksame, körpereigene Waffe im Kampf gegen Krebs [1, 2]. Die Ergebnisse der Heidelberger Forschenden zeigten, dass HMGB1 die Glucose-vermittelte aerobe Atmung hemmt und so einen metabolischen Zelltod auslöst [1, 2]. Damit rückt das Protein zunehmend in den Fokus als potenzieller Wirkstoff für neue immuntherapeutische Ansätze in der Krebsbekämpfung.
Doch HMGB1 ist nicht nur im Kontext von Tumorbiologie und Immunabwehr von Bedeutung: Das Protein übernimmt eine Vielzahl komplexer Funktionen in unterschiedlichsten physiologischen und pathologischen Prozessen – und steht deshalb weltweit im Fokus aktueller Forschung. Für Wissenschaftler*innen, die HMGB1 in ihren Projekten untersuchen, bietet unser Partner Arigo Biolaboratories eine spezialisierte Auswahl hochwertiger Reagenzien. Das Sortiment umfasst ein aktives, rekombinantes HMGB1-Protein, spezifische Antikörper zur Detektion und zur Neutralisierung sowie verschiedene ELISA-Kits – ideal abgestimmt auf die Bedürfnisse moderner Laboranwendungen!
1) Die Funktion von HMGB1 im Zellkern
2) HMGB1 als vielseitiges Schlüsselprotein in Gesundheit und Krankheit
3) Erforschung der vielfältigen Gesichter von HMGB1 mit Arigo Biolaboratories
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HMGB1 gehört zur Familie der Chromatin-assoziierten High-Mobility-Group-Box-Proteine, einer Klasse DNA-bindender Proteine. Das etwa 30 kDa große Protein wird im menschlichen Genom auf Chromosom 13q12 kodiert und besteht aus 215 Aminosäuren, darunter zwei Kernlokalisationssequenzen. Seine Struktur umfasst zwei positiv geladene DNA-Bindedomänen – die sogenannte A-Box und B-Box – sowie eine saure C-terminale Region, die reich an Asparagin- und Glutamatresten ist [3].
Im Zellkern bindet HMGB1 unspezifisch an die Minor Groove der DNA und induziert dabei eine Krümmung der Doppelhelix. Diese Konformationsänderung erleichtert die Anlagerung weiterer DNA-bindender Proteine. HMGB1 interagiert somit mit Nukleosomen, Transkriptionsfaktoren und Histonen und spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation der Genexpression [3].
Ob HMGB1 im Zellkern verbleibt oder ins Zytosol exportiert wird, hängt maßgeblich von posttranslationalen Modifikationen ab: In nicht-acetylierter Form verbleibt es im Zellkern. Eine Hyperacetylierung oder die Modifikation bestimmter Lysinreste kann jedoch zu einer Translokation ins Zytoplasma führen – wo HMGB1 als Sensor für immunogene Nukleinsäuren agiert und so zur Aktivierung der Immunantwort beiträgt [4].
Die Forschung der letzten Jahre hat HMGB1 als zentrales Molekül in verschiedenen pathologischen Prozessen identifiziert. Besonders bei schweren Krankheitsverläufen wie Sepsis oder Malaria wird das Protein in erhöhten Konzentrationen im Blut nachgewiesen. Dabei kann HMGB1 sowohl passiv durch nekrotische Zellen freigesetzt als auch aktiv von Immunzellen wie Monozyten, Makrophagen und dendritischen Zellen sezerniert werden – typischerweise im späteren Verlauf der Immunantwort. In beiden Fällen wirkt HMGB1 als endogenes Gefahrensignal (Alarmin) und trägt maßgeblich zur systemischen Entzündungsreaktion bei [3].
Darüber hinaus wird HMGB1 auch mit der Pathogenese verschiedener Autoimmun- und rheumatischer Erkrankungen in Verbindung gebracht. Seine proinflammatorische Wirkung entfaltet das Protein unter anderem durch Interaktion mit Rezeptoren wie TLR-2, TLR-4 und RAGE – häufig im Zusammenspiel mit Zytokinen und anderen Entzündungsmediatoren [5]. Die gezielte Inhibierung von HMGB1 – beispielsweise durch monoklonale Antikörper – gilt daher als vielversprechender Ansatz für neue Therapien bei entzündlichen und systemischen Erkrankungen.
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Die Analyse eines so komplexen Proteins wie HMGB1 erfordert zuverlässige, präzise Reagenzien. Mit den Produkten unseres Partners Arigo Biolaboratories sind Forschende bestens ausgestattet, um die unterschiedlichen Funktionen und Wirkmechanismen von HMGB1 zu untersuchen.
Arigo bietet validierte mono- und polyklonaler Antikörper für Anwendungen wie ELISA, Durchflusszytometrie, Western Blot oder Immunhistochemie an. Für funktionelle Assays oder als Standard in der SDS-PAGE steht ein aktives, rekombinantes HMGB1 mit C-terminalem His-Tag zur Verfügung. Und für die quantitative Bestimmung von HMGB1 in humanen, murinen oder Rattenproben – etwa aus Plasma, Serum, Zellkulturüberständen oder Lysaten – bietet Arigo passende, speziesübergreifende ELISA-Kits.
[1] Gdynia, G., Sauer, S., Kopitz, J. et al. The HMGB1 protein induces a metabolic type of tumour cell death by blocking aerobic respiration. Nat Commun 7, 10764 (2016).
[2] Cerwenka, A., Kopitz, J., Schirmacher, P., Roth, W., & Gdynia, G. (2016). HMGB1: The metabolic weapon in the arsenal of NK cells. Molecular & Cellular Oncology, 3(4).
[3] Klune, J.R., Dhupar, R., Cardinal, J. et al. HMGB1: Endogenous Danger Signaling. Mol Med 14, 476–484 (2008).
[4] Bonaldi T, Talamo F, Scaffidi P, Ferrera D, Porto A, Bachi A, Rubartelli A, Agresti A, Bianchi ME. Monocytic cells hyperacetylate chromatin protein HMGB1 to redirect it towards secretion. EMBO J. 2003 Oct 15;22(20):5551-60.
[5] Pisetsky DS, Erlandsson-Harris H, Andersson U. High-mobility group box protein 1 (HMGB1): an alarmin mediating the pathogenesis of rheumatic disease. Arthritis Res Ther. 2008;10(3):209.
Preview-Bild: https://www.arigobio.com/hmgb1, 20.04.2025.