AG Langenhan

Wir konzentrieren unsere Forschungen auf zwei Schwerpunkte:

  • Adhäsions-G-Protein-gekoppelte Rezeptoren
  • Vorgänge der synaptischen Signalübertragung

Unsere Forschungen sind eingebunden in den SFB 1423 "Strukturelle Dynamik der GPCR-Aktivierung und -Signaltransduktion", die Graduiertenschule "Brain Dynamics" und das Mitteldeutsche Krebszentrum.​​

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Prof. Dr. med. Tobias Langenhan, D.Phil. (Oxon)

E-Mail: Tobias.Langenhan@medizin.uni-leipzig.de
Telefon: 0341 - 97 22100​

Website (extern): https:/www.langenhan-lab.org

Forschung

Adhäsions-G-Protein-gekoppelte Rezeptoren

Wir widmen uns wichtigen Fragen zu dieser aussergewöhnlichen und noch schlecht verstandenen Rezeptorfamilie:

  • Durch welche Reize werden Adhäsions-GPCRs stimuliert?
  • Welche Effekte in Zellen, Geweben, Organen werden durch Adhäsions-GPCRs gesteuert?
  • Welchen Beitrag haben fehlerhafte Signale von Adhäsions-GPCRs bei Erkrankungen (neuropsychiatrische Leiden, Krebs, Krankheiten des Immunsystems)?​

Vorgänge der synaptischen Signalübertragung

Wir untersuchen Gene und Proteine, die an der neurochemischen Signalübertragung beteiligt sind:

  • Wie greifen diese Moleküle so präzise auf engstem Raum (im Nanonmeterbereich und darunter) und in kürzester Zeit (innerhalb von Millisekunden) ineinander?
  • Was passiert, wenn diese Vorgänge bei Erkrankungen gestört sind?

Projekte

Adhäsions-G-Protein-gekoppelte Rezeptoren

  • Enzymologie der Autoproteolyse und Signalfunktion der GAIN-Domäne von Adhäsions-GPCRs (gefördert im SFB 1423; Kooperation mit Prof. N. Sträter)
  • Dynamische Modulation von Adhäsions-GPCR-Funktionen durch Komplexbildung (gefördert im SFB 1423; Kooperation mit Dr. N. Scholz)
  • Funktionelle Analyse der Adhäsions-GPCR-Klasse in Drosophila (vormals gefördert in FOR 2149; Kooperation mit Dr. N. Scholz)
  • Interaktion von Adhäsions-GPCRs und ionotropen Signalwegen bei mechanosensorischer Signaltransduktion (vormals gefördert in FOR 2149; Kooperation mit Prof. R.J. Kittel)
  • FRET-basierte Analyse der Aktivität von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren der Adhäsionsklasse (vormals gefördert im SFB-TRR 166)
  • Physiologie und Pathophysiologie mechanozeptiver Signalpfade
  • Krankheitsmodelle für neuropsychiatrische, immunologische und Krebserkrankungen

Vorgänge der synaptischen Signalübertragung

  • Molekulare Kontrolle des synaptischen Spalts
  • Krankheitsmodelle für neuropsychiatrische Erkrankungen

Team

Publikationen

(siehe auch https:/www.langenhan-lab.org​ und Publikationen)

(* equal contribution, # correspondence)

Adhäsions-GPCRs (Auswahl)

Scholz N*#, Dahse AK*, Kemkemer M, Bormann A, Auger GM, Vieira Contreras F, Ernst LF, Staake H, Körner MB, Buhlan M, Meyer-Mölck A, Chung YK, Blanco-Redondo B, Klose F, Jarboui MA, Ljaschenko D, Bigl M, Langenhan T# (2023). Molecular sensing of mechano- and ligand-dependent adhesion GPCR dissociation. Nature, 615(7954), 945-953. 

Streit M*, Hemberger M*, Häfner S*, Knote F, Langenhan T#, Beliu G​# (2023). Optimized genetic code expansion technology for time-dependent induction of adhesion GPCR-ligand engagement. Protein Sci, 32, 4614.

Beliu G*, Altrichter S*, Guixà-González R*, Hemberger M, Brauer I, Dahse A-K, Scholz N, Wieduwild R, Kuhlemann A, Batebi H, Seufert F, Pérez-Hernández G, Hildebrand PW#, Sauer M#, Langenhan T# (2021) Tethered agonist exposure in intact adhesion/class B2 GPCRs through intrinsic structural flexibility of the GAIN domain. Molecular Cell 81:905-921.e5.

Scholz N*, Guan C*, Nieberler M*, Grotemeyer A*, Maiellaro I, Gao S, Beck S, Pawlak M, Sauer M, Asan E, Rothemund S, Winkler J, Prömel S, Nagel G, Langenhan T#, Kittel RJ# (2017) Mechano-dependent signaling by Latrophilin/CIRL quenches cAMP in proprioceptive neurons. eLife 6:e28360

Langenhan T#, Piao X#, Monk KR# (2016) Adhesion G protein-coupled receptors in nervous system development and disease. Nature Reviews Neuroscience 17:550–561.

Scholz N*, Gehring J*, Guan C*, Ljaschenko D, Fischer R, Lakshmanan V, Kittel RJ#, Langenhan T# (2015) The Adhesion GPCR Latrophilin/CIRL Shapes Mechanosensation. Cell Reports 11:866–874.

Langenhan T*,#, Aust G*, Hamann J* (2013) Sticky Signaling—Adhesion Class G Protein–Coupled Receptors Take the Stage. Science Signaling 6:re3–re3.

Prömel S, Frickenhaus M, Hughes S, Mestek L, Staunton D, Woollard A, Vakonakis I, Schöneberg T, Schnabel R, Russ AP*, Langenhan T*,# (2012) The GPS Motif Is a Molecular Switch for Bimodal Activities of Adhesion Class G Protein-Coupled Receptors. Cell Reports 2:321–331

Langenhan T, Prömel S, Mestek L, Esmaeili B, Waller-Evans H, Hennig C, Kohara Y, Avery L, Vakonakis I, Schnabel R, Russ AP (2009) Latrophilin signaling links anterior-posterior tissue polarity and oriented cell divisions in the C. elegans embryo. Developmental Cell 17:494–504.

Weitere

Mathiasen S, Palmisano T, Perry NA, Stoveken HM, Vizurraga A, McEwen DP, Okashah N, Langenhan T, Inoue A, Lambert NA, Tall GG, Javitch JA (2020) G12/13 is activated by acute tethered agonist exposure in the adhesion GPCR ADGRL3. Nature Chemical Biology 16:1343–1350.

Dannhäuser S*, Lux TJ*, Hu C, Selcho M, Chen JT-C, Ehmann N, Sachidanandan D, Stopp S, Pauls D, Pawlak M, Langenhan T, Soba P, Rittner HL#, Kittel RJ# (2020) Antinociceptive modulation by the adhesion GPCR CIRL promotes mechanosensory signal discrimination. eLife 9:e56738.

Scholz N, Langenhan T#, Schöneberg T# (2019) Revisiting the classification of adhesion GPCRs. Annals of the New York Academy of Sciences 1456:80–95.

Langenhan T (2019) Adhesion G protein–coupled receptors—Candidate metabotropic mechanosensors and novel drug targets. Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology 126:5–16.

Blanco-Redondo B, Langenhan T (2018) Parallel Genomic Engineering of Two Drosophila Genes Using Orthogonal attB/attP Sites. G3 Genes Genomes Genetics 8:g3.200565.2018.

Nieberler M, Kittel RJ, Petrenko AG, Lin H-H#, Langenhan T# (2016) Adhesion G Protein-coupled Receptors, Molecular, Physiological and Pharmacological Principles in Health and Disease. Handbook of Experimental Pharmacology 234:83–109.

Scholz N#, Monk KR, Kittel RJ, Langenhan T# (2016) Adhesion GPCRs as a Putative Class of Metabotropic Mechanosensors. Handbook of Experimental Pharmacology 234:221–247.

Hamann J*,#, Aust G*, Araç D, Engel FB, Formstone C, Fredriksson R, Hall RA, Harty BL, Kirchhoff C, Knapp B, Krishnan A, Liebscher I, Lin HH, Martinelli DC, Monk KR, Peeters MC, Piao X, Prömel S, Schöneberg T, Schwartz TW, Singer K, Stacey M, Ushkaryov YA, Vallon M, Wolfrum U, Wright MW, Xu L, Langenhan T*, Schiöth HB*,# (2015) International Union of Basic and Clinical Pharmacology. XCIV. Adhesion G Protein–Coupled Receptors. Pharmacological Reviews 67:338–367.

Prömel S, Langenhan T#, Araç D# (2013) Matching structure with function: the GAIN domain of Adhesion-GPCR and PKD1-like proteins. Trends Pharmacological Sciences 34:470–478.

Prömel S, Waller‐Evans H, Dixon J, Zahn D, Colledge WH, Doran J, Carlton MBL, Grosse J, Schöneberg T, Russ AP, Langenhan T (2012) Characterization and functional study of a cluster of four highly conserved orphan adhesion‐GPCR in mouse. Developmental Dynamics 241:1591–1602.

Synaptische Signalübertragung (Auswahl)

Paul MM*, Dannhäuser S*, Morris L*, Mrestani A*, Hübsch M, Gehring J, Hatzopoulos GN, Pauli M, Auger GM, Bornschein G, Scholz N, Ljaschenko D, Müller M, Sauer M, Schmidt H, Kittel RJ, DiAntonio A, Vakonakis I, Heckmann M#, Langenhan T# (2022) The human cognition-enhancing CORD7 mutation increases active zone number and synaptic release. Brain 145:3787–3802.

Götze KJ*, Mrestani A*, Beckmann P, Krohn K, Duc DL, Velluva A, Böhme MA, Heckmann M, Jamra RA, Lemke JR, Bläker H, Scholz N, Ljaschenko D#, Langenhan T# (2022) Improving one-step scarless genome editing in Drosophila melanogaster by combining ovoD co-CRISPR selection with sgRNA target site masking. Biology Methods & Protocols 7:bpac003.

Scholz N*, Ehmann N*, Sachidanandan D, Imig C, Cooper BH, Jahn O, Reim K, Brose N, Meyer J, Lamberty M, Altrichter S, Bormann A, Hallermann S, Pauli M, Heckmann M, Stigloher C, Langenhan T#, Kittel RJ# (2019) Complexin cooperates with Bruchpilot to tether synaptic vesicles to the active zone cytomatrix. Journal of Cell Biology 218:1011–1026.

Weitere

Buettner JM*, Longang JKS*, Gerstner F, Apel KS, Blanco-Redondo B, Sowoidnich L, Janzen E, Langenhan T, Wirth B, Simon CM (2021) Central synaptopathy is the most conserved feature of motor circuit pathology across SMA mouse models. iScience:103376.

Körner MB*, Velluva A*, Bundalian L, Radtke M, Lin C-C, Zacher P, Bartolomaeus T, Kirstein AS, Mrestani A, Scholz N, Platzer K, Teichmann A-C, Hentschel J, Langenhan T, Lemke JR, Garten A, Jamra RA#, Duc DL# (2022) Altered gene expression profiles impair the nervous system development in individuals with 15q13.3 microdeletion. Scientific Reports 12:13507.

Blanco-Redondo B#, Nuwal N, Kneitz S, Nuwal T, Halder P, Liu Y, Ehmann N, Scholz N, Mayer A, Kleber J, Kähne T, Schmitt D, Sadanandappa MK, Funk N, Albertova V, Helfrich-Förster C, Ramaswami M, Hasan G, Kittel RJ, Langenhan T, Gerber B, Buchner E# (2019) Implications of the Sap47 null mutation for synapsin phosphorylation, longevity, climbing proficiency and behavioural plasticity in adult Drosophila. Journal of Experimental Biology 222:jeb203505.

Backhaus P, Langenhan T, Neuser K (2016) Effects of transgenic expression of botulinum toxins in Drosophila. Journal of Neurogenetics 30:22–31.

Dawydow A*, Gueta R*, Ljaschenko D, Ullrich S, Hermann M, Ehmann N, Gao S, Fiala A, Langenhan T, Nagel G#, Kittel RJ# (2014) Channelrhodopsin-2-XXL, a powerful optogenetic tool for low-light applications. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111:13972–13977.

McGuinness L, Taylor C, Taylor RDT, Yau C, Langenhan T, Hart ML, Christian H, Tynan PW, Donnelly P, Emptage NJ (2010) Presynaptic NMDARs in the hippocampus facilitate transmitter release at theta frequency. Neuron 68:1109–1127.

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