Dr. Christian Johannes Gloeckner

Gruppenleiter

Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Otfried-Müller-Str. 23
72076 Tübingen

johannes.gloeckner(at)dzne.de
+49 (0) 7071 / 9254-404
+49 (0) 7071 / 9254-153

Gruppenmitglieder

Name Telefon
Dr. Bernd Karl Gilsbach, Postdoc +49 (0) 7071 / 9254-401
Dr. Giambattista Guaitoli, Postdoc +49 (0) 7071 / 9254-401
Marita Eckert, MSc, Doktorandin +49 (0) 7071 / 9254-401
Felix von Zweydorf, Technischer Assistent +49 (0) 7071 / 9254-401
Gäste/Gruppenmitglieder an der Universität Tübingen
Dr. Craig Mageean, Postdoc +49 (0) 7071 / 9254-401
v.h.n.v.: Johannes Gloeckner, Craig Mageean, Bernd Gilsbach, Giambattista Guaitoli, Marita Eckert, Felix von Zweydorf. Quelle: privat

Ausgewählte Publikationen

Die vollständige Publikationsliste sie hier

 

A structural model of the Parkinson’s Disease protein LRRK2 reveals a compact architecture involving distant inter-domain contacts

Guaitoli G, Raimondi F, Gilsbach BK, Gómez-Llorente Y, Deyaert E, Renzi F, Li X, Schaffner A, Jagtap PKA, Boldt K, von Zweydorf F, Gotthardt K, Lorimer DD, Yue Z, Burgin A, Janjic N, Sattler M, Versées W, Ueffing M, Ubarretxena-Belandia I, Kortholt A and Gloeckner CJ (2016).  PNAS, in press.

A visual review of the interactome of LRRK2: Using deep-curated molecular interactions data to represent biology.

Porras P, Duesbury M, Fabregat A, Ueffing M, Orchard S, Gloeckner CJ, Hermjakob H (2015). Proteomics, 15:1390-1404

LRRK2 transport is regulated by its novel interacting partner Rab32.

Waschbüsch D, Michels H, Strassheim S, Ossendorf E, Kessler D, Gloeckner CJ, Barnekow A. (2014). PLoS One. 9:e111632.

The role of the plexin-A2 receptor in Sema3A and Sema3B signal transduction.

Sabag AD, Smolkin T, Mumblat Y, Ueffing M, Kessler O, Gloeckner CJ, Neufeld G (2014). J Cell Sci. 127:5240-52.

LRRK2 binds to neuronal vesicles through protein interactions mediated by its C-terminal WD40 domain.

Piccoli G, Onofri F, Cirnaru MD, Kaiser CJO, Jagtap P, Kastenmüller A, Pischedda F, Marte A, von Zweydorf F, Vogt A, Giesert F, Pan L, Antonucci F, Kiel C, Zhang M, Weinkauf S, Sattler M, Sala C, Matteoli M,  Ueffing M and Gloeckner CJ (2014). Mol. Cell. Biol. 34: 2147-2161.

Parkinson-related LRRK2 mutation R1441C/G/H impairs PKA phosphorylation of LRRK2 and disrupts its interaction with 14-3-3.

Muda K, Bertinetti D, Gesellchen F, Hermann JS, von Zweydorf F, Geerlof A, Jacob A, Ueffing M, Gloeckner CJ*, Herberg FW (2014). Proc. Natl Acad. Sci. U S A. 111:E34-43. (*equal last)

A method to directly monitor the active conformation of LRRK2?

Gillardon F, Kremmer E, Froehlich T, Ueffing M, Hengerer B, Gloeckner CJ (2013) ATP-competitive LRRK2 inhibitors interfere with monoclonal antibody binding to the kinase domain of LRRK2 under native conditions. J. Neurosci. Meth.: 214:62-68

LRRK2 controls synaptic vesicle storage and mobilization within the recycling pool.

Piccoli G, Condliffe SB, Bauer M, Giesert F, Boldt K, De Astis S, Meixner A, Sarioglu H, Vogt-Weisenhorn DM, Wurst W, Gloeckner CJ, Matteoli M, Sala C, Ueffing M (2011). J. Neurosci. 31: 2225-2237.

A QUICK screen for Lrrk2 interaction partners--leucine-rich repeat kinase 2 is involved in actin cytoskeleton dynamics.

Meixner A, Boldt K, Van Troys M, Askenazi M, Gloeckner CJ, Bauer M, Marto JA, Ampe C, Kinkl N, Ueffing M (2011). Mol. Cell Proteomics 10: M110.001172.

ARHGEF7 (Beta-PIX) acts as guanine nucleotide exchange factor for leucine-rich repeat kinase 2.

Haebig K, Gloeckner CJ, Miralles MG, Gillardon F, Schulte C, Riess O, Ueffing M, Biskup S, Bonin M (2010). PLoS ONE 5: e13762.

Phosphopeptide analysis reveals two discrete clusters of phosphorylation in the N-terminus and the Roc domain of the Parkinson-disease associated protein kinase LRRK2.

Gloeckner CJ, Boldt K, von Zweydorf F, Helm S, Wiesent L, Sarioglu H, Ueffing M (2010). J. Proteome Res. 9: 1738-1745.

The Parkinson disease-associated protein kinase LRRK2 exhibits MAPKKK activity and phosphorylates MKK3/6 and MKK4/7, in vitro.

Gloeckner CJ, Schumacher A, Boldt K, Ueffing M (2009c). J. Neurochem. 109: 959-968.

Identification of paracrine neuroprotective candidate proteins by a functional assay-driven proteomics approach.

Hauck SM, Gloeckner CJ, Harley ME, Schoeffmann S, Boldt K, Ekstrom PAR, Ueffing M (2008). Mol. Cell Proteomics 7: 1349-1361.

A novel tandem affinity purification strategy for the efficient isolation and characterisation of native protein complexes.

Gloeckner CJ, Boldt K, Schumacher A, Roepman R, Ueffing M (2007). Proteomics 7: 4228-4234.

The Parkinson disease causing LRRK2 mutation I2020T is associated with increased kinase activity.

Gloeckner CJ, Kinkl N, Schumacher A, Braun RJ, O'Neill E, Meitinger T, Kolch W, Prokisch H, Ueffing M (2006). Hum. Mol. Genet. 15: 223-232.

Human adrenoleukodystrophy protein and related peroxisomal ABC transporters interact with the peroxisomal assembly protein PEX19p.

Gloeckner CJ, Mayerhofer PU, Landgraf P, Muntau AC, Holzinger A, Gerber JK, Kammerer S, Adamski J, Roscher AA (2000). Biochem. Biophys. Res. Commun. 271: 144-150.

Curriculum Vitae

Dr. Christian Johannes Gloeckner studierte Biochemie an der Universität Hannover und der Medizinischen Hochschule Hannover. Anschließend promovierte er an der Technischen Universität in München. Während seiner Dissertation untersuchte Dr. Gloeckner Protein-Protein-Interaktionen von peroxisomalen Membranproteinen, darunter die des Adrenoleukodystrophie-assoziierten Transporters ABCD1 (ALD), mittels des Yeast-Two-Hybrid Systems.

Als Post-Doktorand (2001-2004) an der LMU München konzentrierte er sich auf die Entwicklung von Affinitätstag-Kombinationen zur systematischen Aufreinigung und nachfolgender Charakterisierung von krankheitsassozierten Proteinkomplexen mittels Massenspektrometrie.

Später, während seiner Zeit am Helmholtz-Zentrum München (2004-2014) und der Universität Tübingen (2010-2014), widmete er sich hauptsächlich der funktionellen Charakterisierung der Morbus Parkinson assoziierten Proteinkinase LRRK2 und wirkte in verschiedenen Studien zur deren biochemischen Charakterisierung mit.

Von 2012-2015 koordinierte er ein, durch die Michael J. Fox Foundation finanziertes Projekt zur systematischen Aufklärung LRRK2-assozierter Protein-Netzwerke. Seit 2015 leitet er eine Nachwuchsgruppe am DZNE.


Forschungsschwerpunkte

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Analyse funktioneller Proteinnetzwerke von Proteinen, die mit neurodegenerativen Erkrankungen, speziell Morbus Parkinson, assoziiert sind. Im Sinne eines ‚Guilt-by-Association‘ (Schuld durch Zugehörigkeit)-Prinzips werden mutationsspezifische Veränderungen funktioneller Proteinnetzwerke bestimmt, um die, dem erblich bedingten Morbus Parkinson zu Grunde liegenden, molekularen Pathomechanismen aufzuklären. Dabei wird eine affinitätsbasierte Aufreinigung mit verschiedenen Methoden der quantitativen Massenspektrometrie kombiniert, um Protein-Protein-Interaktionsnetzwerke sowie Muster posttranslationaler Modifikationen (z. B. Phosphorylierungen oder Ubiquitinylierungen) zu identifizieren.

Im Zentrum der Arbeiten steht dabei die systematische Erforschung der Leucine-rich Repeat Kinase 2 (LRRK2), einer Proteinkinase, deren pathogene Mutationen den größten Anteil an erblich bedingtem Morbus Parkinson mit bekannter genetischer Ursache darstellen.

In Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen des multidisziplinären DZNE-Umfeldes werden die gefundenen Netzwerke nachfolgend in geeigneten Zellkultursystemen, wie patientenderivierten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS Zellen), funktionell validiert.

Da von erkrankungsverursachenden Mutationen betroffene Proteine wie LRRK2, auch potentielle Zielstrukturen für Wirkstoffe darstellen können, stellen strukturproteomische Arbeiten einen weiteren thematischen Schwerpunkt der Arbeitsgruppe dar. So werden mittels der Kombination von chemischen Crosslinkings und hochauflösender Massenspektrometrie Struktur-Funktionsbeziehungen von Proteinen und krankheitsassoziierten Varianten untersucht (siehe auch: Guaitoli et al., PNAS 2016).

Die Erkenntnisse aus der systematischen Analyse von mutationsspezifischen Veränderungen von funktionellen Proteinnetzwerken und Signaturen posttranslationaler Modifikationen werden dazu genutzt, hypothesengetrieben Biomarker für Diagnostik und Wirkstofffindung zu identifizieren.

Abbildung 1: ‘Guilt-by-association’ oder ‘Zeige mir deine Freude und ich sage dir, wer du bist’: Lernen von Protein-Protein-Interaktionsnetzwerken. Proteinkomplexe werden durch Affinitätsaufreinigung eines Zielproteins isoliert. Spezifische Protein-Interaktoren werden mittels stabiler Isotopenmarkierung in Zellkultur (SILAC) und quantitativer Massenspektrometrie bestimmt.
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Abbildung 2: Systematische Kartierung von LRRK2-Phosphorylierungsstellen mittels quantitativer Massenspektrometrie als Kandidatenbiomarker für LRRK2-Kinaseaktivität. Biomarker, die in der Wirkstofffindung, vornehmlich für die Charakterisierung von Kinaseinhibitoren, eingesetzt werden, sind hervorgehoben (pS910 und pS935 sowie die Autophosphorylierungsstelle pS1292).

Förderung

  •  Nachwuchsgruppenförderung im Rahmen des iMED Programms der Helmholtz Gemeinschaft
  • Protein Interaction Network Analysis and Pathway Modeling for LRRK2; Michael J Fox Foundation LRRK2 Biology LEAPS Award 2012
  • Determine the Structure of LRRK2 Protein; Michael J Fox Foundation LRRK2 Biology LEAPS