Das Immunsystem besteht aus einer Vielzahl verschiedener Zellen. Mastzellen sind Teil des evolutionär “älteren” angeborenen Immunsystems. Wie alle blutbildenden Zellen stammen Mastzellen von hematopoietischen Stammzellen ab, und haben ihren Ursprung daher im Knochenmark. Dort findet man im gesunden Organismus allerdings keine reifen Mastzellen. Vielmehr wandern Vorläuferzellen über das Blut in verschiedene Gewebe, in welchen die Mastzellen reifen. Mit Hilfe einer Vielzahl von Rezeptoren können Mastzellen Veränderungen in ihrer Umgebung wahrnehmen, auf diese mit der Freisetzung von Faktoren reagieren, sowie mit anderen Zellen des Immunsystems interagieren und diese regulieren. Mastzellen speichern in ihren zahlreichen Granula unterschiedliche Mediatoren und Enzyme. Die physiologische Funktion vieler ist jedoch weitgehend unbekannt. Die meisten Menschen nehmen Mastzellen durch deren pathophysiologische Rolle bei Allergien wahr. Bei Kontakt mit einem Allergen werden Mastzellen stark aktiviert und schütten ihre Granulainhalte aus. In der Folge kommt es zu Symptomen wie Rötung, Schwellung und Juckreiz.
Ein Protein, welches bereits sehr früh in der Mastzellentwicklung gebildet wird, ist Mastzell-Carboxypeptidase A (Mc-cpa). Die Untersuchung der strukturellen und enzymatischen Rolle dieser Protease war das Zentrum meiner Dissertation. Mc-cpa wird wird stark und kontinuierlich in Mastzellen gebildet, in deren Granula in Komplexen mit anderen Granulakomponenten gespeichert und übt seine katalytische Aktivität nach Freisetzung in die Zellumgebung aus. In einer, meiner Dissertation vorausgegangenen, Arbeit im Institut für Immunologie unter Leitung von Prof. Hans-Reimer Rodewald wurde bereits eine mutante Maus hergestellt, in welcher Mastzellen dieses Protein nicht bilden (knock-out). Mastzellen dieser Tiere zeigten diverse Veränderungen in der Zusammensetzung der Granulainhalte, sowie der Morphologie der Zellen auf. Aufgrund des komplexen Phänotypes der Zellen war es Ziel meiner Dissertation, eine mutante Maus herzustellen, welche keine Mc-cpa Aktivität aufweist, gleichzeitig aber phänotypisch normal ist. Diese Mäuse sind dann geeignet, um die physiologische Rolle von Mc-cpa zu untersuchen. Zu diesem Zweck habe ich zwei Bausteine des Proteins derart verändert, dass das Protein gebildet wird, aber seine katalytische Funktion nicht ausüben kann. Somit können strukturelle von enzymatischen Funktionen der Protease unterschieden werden.