Prof. Dr. Günther Gercken

Medizinisches Staatsexamen und Promotion (1956); Wiss. Assistent an der Universität Köln (Prof. Dr. M. Schneider); Approbation als Arzt (1959); Wechsel an die Universität Hamburg (1963); Habilitation und Verleihung der Venia legendi für das Fach Biochemie (1965); Ernennung zum Universitätsdozenten (1966); Abteilungsvorsteher und Professor für Biochemie (1971); Vorsitzender der Gemeinsamen Kommission „Studiengang Biochemie/Molekularbiologie" (1990-98).

Zentrum für Molekulare Neurobiologie, Universität Hamburg (Frau Prof. Melitta Schachner): Bindungsproteine und Signaltransduktion neuraler Zelladhäsionsmoleküle; Beiersdorf AG: Sphingomyelin-Zyklus, intrazelluläre Signaltransduktion und oxidativer Stresss in menschlicher Haut; Zentrum für Pneumologie und Thoraxchirurgie, Großhansdorf: Allergische Atemwegsreaktion

Unter oxidativem Stress von Zellen versteht man die Bildung von reaktiven Sauerstoffintermediaten wie Superoxidanionen, Hydroxylradikalen und Wasserstoffperoxid. Dieser kann sowohl exogen z. B. durch UV-Strahlen, Hitzeschock oder chemische Noxen als auch endogen durch Entzündungsreaktionen und Ischämie/Reperfusionsschäden verursacht werden. Neuerdings hat man erkannt, daß Sauerstoffradikale eine zentrale Signaltransduktionskaskade der Zellen, die MAP-Kinasekaskade, beeinflussen und damit proliferative oder apoptotische Effekte auslösen können.

Die MAP-Kinasekaskade besteht aus aufeinanderfolgenden Stufen von Proteinkinasen. Durch Isoformen der Kinasen sind drei parallele MAP-Kinasewege nebeneinander realisiert, die durch unterschiedliche Stimuli aktiviert werden und durch Quervernetzung miteinander kommunizieren ("cross talk"). Am Ende der Kaskaden stehen Transkriptionsfaktoren (wie c-jun, c-fos, NFkB), zytosolische Proteine, Membran- oder Zytoskelettproteine, die phosphoryliert werden.

Nach Behandlung verschiedener Zellen mit H2O2 fand man eine Aktivierung der Proteinkinasen ERK 2, c-Jun N-terminal Kinase und der p38-MAP-Kinase. Außerdem wurde auch eine gesteigerte mRNA-Expression der MAPK-abhängigen Gene c-jun und c-fos nachgewiesen. Mit Quarzpartikeln oder metallhaltigen Stäuben haben wir Alveolarmakrophagen zur gesteigerten Bildung von reaktiven Sauerstoffintermediaten ("oxidative burst") stimuliert. Bei der Phagozytose von cadmiumoxid-beschichteten Silicapartikeln kam es neben der Freisetzung von reaktiven Sauerstoffintermediaten auch zur Aktivierung von ERK 1/2 und p38-MAP-Kinase [1]. Außerdem zeigte sich die Stress-Situation der Zellen an der Phosphorylierung des Hitzeschockproteins hsp 27 [2]. In Zusammenarbeit mit der Beiersdorf AG untersuchen wir den Effekt von oxidativem Stress auf die Signaltransduktion in Keratinozyten von atopischer und gesunder Haut.

In isolierten Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) wurden die rezeptor-vermittelte Bildung und der Stoffwechel von Inositolpolyphosphaten, insbesondere von Inositol-1,4,5-trisphosphat, dem second messenger für die intrazelluläre Calciumionen-Freisetzung, analysiert. An Nervenzellen konzentrieren sich die Untersuchungen auf N-Acylethanolamine, insbesondere auf N-Arachidonoylethanolamin (Anandamid), das als endogenes Canabinoid gilt, da es an den Canabinoid-Rezeptor bindet [3]. Interessanterweise fanden wir, dass Neuroleptika die Freisetzung endogener Canabinoide stimulieren. Gemeinsamsam mit dem Zentrum für Molekulare Neurobiologie werden mit Hilfe molekularbiologischer (Yeast-two-hybrid-System) und biochemischer Methoden die Signaltransduktionsmechanismen ausgehend von neuralen Zelladhäsionsmolekülen erforscht.

[1] M. Radloff, M. Delling, G. Gercken, Toxicol. Letters 1998, 96/97, 69-75.
[2] M. Radloff, M. Delling, T. Marti, G. Gercken, Biochem. Biophys. Res. Commun. 1998, 248, 219-222.
[3] J. Lütjohann, A. N. Spiess, G. Gercken, Toxicol. Letters 1998, 96/97, 59-67.