Das FK506-bindende Protein (FKBP51) wurde als Risikofaktor für diverse psychiatrische Erkrankungen wie bespielsweise Depression und andere Erkrankungen wie Fettleibigkeit und chronischem Schmerz identifiziert. FKBP51 ist enzymatisch aktiv, seine FK1-Domäne ist eine Prolyl-peptidyl-isomerase. FK506, ein natürlicher und immunsuppressiver Ligand, bindet an diese Tasche. Mittlerweile wurden verschiedene neue Klassen an FKBP51-Liganden entwickelt. Diese Moleküle sind nicht mehr immunsuppressiv, besitzen eine höhere Affinität zu FKBP51 und sind teilweise selektiv gegenüber anderen FKBPs. Der „Selective Antagonist of FKBP51 by Induced Fit 1“ (SAFit1) ist hochselektiv für FKBP51 gegenüber seinem engen Homolog und in Teilen funktionellem Gegenspieler FKBP52. Liganden mit SAFit-Struktur wirken dem Effekt von FKBP51 entgegen, die Ausdifferenzierung neuronaler Zellen zu inhibieren. Außerdem zeigen sie diverse Effekte in verschiedenen Mausmodellen. Mäuse, die mit SAFit2 behandelt werden, passen sich besser an Stress an, bleiben schlanker bei fetthaltiger Ernährung und weisen abgeschwächte Symptome bei chronischem Schmerz auf. Die am besten beschriebene Aktivität auf molekularer und zellulärer Ebene von FKBP51 wird mit dem Glucocorticoid Rezeptor (GR) assoziiiert. Dieser ist ein zentraler Regulator der Reizweiterleitung bei Stress. Mutationen im fkbp5-Gen wurden mit erhöhter FKBP51-Expression und Glucocorticoidresistenz assoziiert. Neben dem GR wurden noch viele weitere Proteine als FKBP51-Interaktoren beschrieben, u.a. innerhalb des NF-κB und Akt-Signalweges. Obwohl FKBP51 ein attraktives Drugtarget von stetig steigendem Interesse ist, sind die zugrundeliegenden molekularen und zellulären Funktion von FKBP51-Liganden und des Proteins selbst kaum aufgeklärt. Diese Dissertation trägt dazu bei, die Kluft zwischen Molekularbiologie und klinischen Befunden zu schließen. In einem ersten Ansatz wird die Erforschung einer neuen Klasse von FKBP51-Liganden, entwickelt von Tianqi Mao in der Arbeitsgruppe Hausch, beschrieben. Diese FKBP51-PROTACs (proteolysis targeting chimeras) sollen einen chemischen Knockdown ihres Targets bewirken. Die PROTACs wurden gescreent. Eine vielversprechende Struktur, die die Menge an zellulär endogenem FKBP51 heruntersetzt, wurde mittels Western Blotting identifiziert. Dieser Befund wurde sowohl durch die reduzierte Aktivität eines FKBP51-Luciferase-Konstrukts als auch durch die PROTAC-Wirkung in einem GR Reportergenassay bestätigt. Dieser Assay bestätigt zudem das Modell, dass FKBP51 den GR-Signalweg inhibiert und FKBP52 dem entgegenwirkt. Dennoch zeigten in diesem Assay konventionelle Liganden keinen Effekt. In einem zweiten Ansatz wurde die Interaktion von FKBPs und dem E3-Ligaseregulator Glomulin detailiert untersucht. FKBP12.6 wurde als neuer Bindepartner mittels HTRF-Methodik (Homogeneous Time Resolved Fluorescence) identifiziert. Dies ist der erste in-vitro-Assay, der die Bindung von FKBP51 an andere Proteine auf molekularbiologischer Ebene untersucht. Die Aminosäuren F67 und D68 sind essentiel, damit Glomulin an die FK1 Domäne von FKBP51 binden kann. Letztendlich beschreibt die Glomulin-FKBP51-Interaktion den allerersten Proteinkomplex, der sensitiv für verschiedene Klassen von FKBP51 Liganden ist. Zusammenfassend deuten meine Ergebnisse darauf hin, dass FKBP51 zwei grundverschiedene Wirkungsweisen aufzeigt. Einer ist sensitiv für Liganden und abhängig von einer intakten PPIase-Domäne und der andere nicht. Diese Arbeit weist damit auf die Wichtigkeit der Erforschung definierter FKBP51-Protein-Interaktionen hin und unterstreicht das Ziel, Liganden zu entwickeln, die beide Wirkungsweisen von FKBP51 beeinflussen.