Close

Prof. Dr. Stefan Kalkhof

Lehr- und Forschungsgebiete
  • Protein-Interaktion
  • Proteinstruktur
  • Proteinmodifikationen
  • Massenspektrometrie (LC-MS)
  • Proteomik
  • Biomarker
Lehrveranstaltungen
  • Analytische Chemie
  • Biochemie
  • Proteinanalytik
  • Spektroskopie
  • Trenntechniken
  • Instrumentelle Analytik
Kontakt

Tel.: +49 (0)9561 317-210
Fax: +49 (0)9561 317-311
Raum 2-205
e-Mail: stefan.kalkhof[at]hs-coburg.de

Prof. Dr. Stefan Kalkhof ist sowohl Leiter der Hochschul-Gruppe „Instrumentelle Bioanalytik“ als auch der Fraunhofer-Arbeitsgruppe„Proteinbiomarker“, Abteilung Therapievalidierung, Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI.

Dort liegt sein wissenschaftlicher Schwerpunkt auf der Identifizierung/Validierung von Proteinbiomarkern, der Entwicklung diagnostischer Antikörper und der Entwicklung bzw. Validierung von Single- und Multiplexassays.

Die Hochschul-Arbeitsgruppe Instrumentelle Bioanalytik befasst sich mit Proteomiksder Identifizierung von Proteinbiomarkern, der Charakterisierung ausgewählter Proteine (Strukturuntersuchung, Modifikationen, Prozessierung) sowie der Charakterisierung von niedermolekularen Molekülen (z.B. Protein-Liganden). Für diese Analysen werden geeignete Multiomics-Strategien (insbesondere LC-MS/MS) sowie spektroskopische Verfahren eingesetzt (UV-VIS, FT-IR).

Die Validierung von Proteinbiomarkern sowie die Entwicklung und Validierung von Single- und Multiplexassays zum Nachweis dieser Proteinbiomarker erfolgt in der Arbeitsgruppe „Proteinbiomarker“ der Abteilung Therapievalidierung des Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI. Die Validierung wird dabei meist mittels ELISA, Westernblot, Peptid- oder Beadarray (Luminex) durchgeführt. Die Basis geeigneter immunchemischer Nachweisverfahren der Proteinbiomarker bilden hochaffine monoklonale Antikörper, die i.d.R. in der Arbeitsgruppe selbst entwickelt werden.

Projekte

Strukturelle Untersuchung der TSH/TSH Rezeptorinteraktion

Der Thyreotropinrezeptor (TSH-Rezeptor) ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor der Schilddrüse, welcher durch das Peptidhormon Thyrotropin angeregt wird. Diese Interaktions-vermittelte Aktivierung des Rezeptors stimuliert die Schilddrüse zur Bildung von Schilddrüsenhormonen.

Eine Störung oder übermäßige Aktivierung dieses Rezeptors ist u.a. Ursache für die Erkrankungen Morbus Basedow, welche auf einer Schilddrüsenüberfunktion (Hyperthyreose) basiert.

Ziel dieses Kooperationsprojektes mit den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Jens Meiler (Vanderbilt Universität, USA) und Prof. Dr. Ralf Paschke (University Calgary, Canada) ist die Aufklärung der Struktur des vollständigen Rezeptors und dessen Hormon-induzierter Strukturveränderung, um damit den Grundstein für die gezielte Entwicklung aktivierender sowie inaktivierender Liganden zu legen.

Referenz: Schaarschmidt und Nagel et al., J Biol Chem. 2016 Rearrangement of the Extracellular Domain/Extracellular Loop 1 Interface Is Critical for Thyrotropin Receptor Activation

Entwicklung aktivierender Implantat-Materialien

Bedingt durch die demographische Entwicklung in Deutschland kommt es zu einer steten Zunahme von Patienten mit Knochen- und Gewebsdefekten sowie chronischen Wunden. Dies erfordert die Entwicklung von neuartigen funktionellen Biomaterialien und Implantaten sowie Verarbeitungsverfahren zur Verbesserung der Knochen- und Geweberegeneration. Um diese Entwicklungen möglichst zielgerichtet durchführen zu können, besteht ein erheblicher Bedarf an der Entwicklung von Analyseverfahren, welche möglichst minimalinvasiv umfangreiche und detaillierte Informationen über den Zustand des Wundareals sowie den Zustand oder Abbau des Implantates liefern können. Deren Entwicklung und Anwendung steht im Fokus dieses Projektes.

Referenz: Förster und Schmidt et al. PLoS One. 2016; 11(7) Microdialysis Sampling from Wound Fluids Enables Quantitative Assessment of Cytokines, Proteins, and Metabolites Reveals Bone Defect-Specific Molecular Profiles

 

Mechanistische Untersuchungen zur Wirkung toxischer Substanzen

Gemäß der Europäischen Chemikalienverordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe REACH müssen Substanzen umfangreich auf umwelt- und gesundheitsschädigende Wirkung getestet werden. Gibt es aber möglicherweise auch nachweisbare molekulare Effekte bei subtoxischen Konzentrationen? Welche Mechanismen werden auf zellulärem Niveau als Reaktion auf diese niedrigen Konzentrationen aktiviert? Diese Fragen wurden in diesem, am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ durchgeführten Projekt, mittels umfangreichen Proteinanalysen (Toxikoproteomik) sowie zellulären Assays für ausgewählte Substanzen adressiert und werden aktuell in Coburg fortgeführt.

Publikationen

Wewering F, Jouy F, Caliskan S, Kalkhof S, von Bergen M, Luch A, Zellmer S.
Hepatic co-cultures in vitro reveal suitable to detect Nrf2-mediated oxidative stress responses on the bladder carcinogen o-anisidine. Toxicol In Vitro. 2017 Jan 12;40:153-160

Rother S, Samsonov SA, Hofmann T, Blaszkiewicz J, Köhling S, Moeller S, Schnabelrauch M, Rademann J, Kalkhof S, von Bergen M, Pisabarro MT, Scharnweber D, Hintze V.
Acta Biomater.Structural and functional insights into the interaction of sulfated glycosaminoglycans with tissue inhibitor of metalloproteinase-3 – A possible regulatory role on extracellular matrix homeostasis. 2016 Nov;45:143-154. doi: 10.1016/j.actbio.2016.08.030.

Förster Y, Schmidt JR, Wissenbach DK, Pfeiffer SE, Baumann S, Hofbauer LC, von Bergen M, Kalkhof S, Rammelt S.
Microdialysis Sampling from Wound Fluids Enables Quantitative Assessment of Cytokines, Proteins, and Metabolites Reveals Bone Defect-Specific Molecular Profiles.
PLoS One. 2016 Jul 21;11(7):e0159580. doi: 10.1371/journal.pone.0159580.

Schaarschmidt J, Nagel MB, Huth S, Jaeschke H, Moretti R, Hintze V, von Bergen M, Kalkhof S, Meiler J, Paschke R.
Rearrangement of the Extracellular Domain/Extracellular Loop 1 Interface Is Critical for Thyrotropin Receptor Activation.J Biol Chem. 2016 Jul 1;291(27):14095-108. doi: 10.1074/jbc.M115.709659.

Kalkhof S, Schildbach S, Blumert C, Horn F, von Bergen M, Labudde D.
PIPINO: A Software Package to Facilitate the Identification of Protein-Protein Interactions from Affinity Purification Mass Spectrometry Data. Biomed Res Int. 2016;2016:2891918. doi: 10.1155/2016/2891918.

Franziska Wewering, Florent Jouy, Dirk K. Wissenbach, Scarlett Gebauer, Matthias Blüher, Rolf Gebhardt, Ralph Pirow, Martin von Bergen, Stefan Kalkhof, Andreas Luch, Sebastian Zellmer
A human hepatic in vitro co-culture system for the analysis of DILI related signaling
Zeitschrift für Gastroenterologie 53(12) 2016

Wewering F, Jouy F, Wissenbach DK, Gebauer S, Blüher M, Gebhardt R, Pirow R, von Bergen M, Kalkhof S, Luch A, Zellmer S.
Characterization of chemical-induced sterile inflammation in vitro: application of the model compound ketoconazole in a human hepatic co-culture system.
Arch Toxicol. 2016 Mar 10. [Epub ahead of print]

Schmidt JR, Kliemt S, Preissler C, Moeller S, von Bergen M, Hempel U, Kalkhof S
Osteoblast-released Matrix Vesicles, Regulation of Activity and Composition by Sulfated and Non-sulfated Glycosaminoglycans.
Mol Cell Proteomics. 2016 Feb;15(2):558-72. doi: 10.1074/mcp.M115.049718.

Aktuelle Publikationsliste: https://www.researchgate.net/profile/Stefan_Kalkhof