Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aktivitäten an der Grenzfläche: Wie Enzyme in der Membran Informationen weiterleiten

22.03.2011
Frankfurter Forscher klären erstmals Enzymkinetik einer membrangebundenen Kinase mit zeitaufgelöster Festkörper-NMR auf. Publikation in „Nature Chemical Biology“.

Es ist immer wieder faszinierend, wie die Natur in hohem Maße effiziente Strukturen hervorgebracht hat, indem sie ein Molekül mit mehreren Funktionen ausstattet. So verhält es sich etwa mit den Lipiden (oder Fetten) in der Zellmembran: Sie bestimmen die strukturellen Eigenschaften der Membran, sind Energieträger und häufig auch Glieder in wichtigen Signalketten.

Damit die Lipide diese unterschiedlichen Funktionen erfüllen können, werden sie von Enzymen entsprechend modifiziert. Wie diese Enzyme arbeiten, war bisher nur mit großen Schwierigkeiten zu entschlüsseln. Wissenschaftlerinnen der Arbeitsgruppe von Prof. Clemens Glaubitz am Institut für Biophysikalische Chemie der Goethe-Universität ist es jetzt erstmals gelungen, die Kinetik einer membrangebunden enzymatischen Reaktion mittels zeitaufgelöster Festkörper-NMR zu verfolgen.

„Die Enzyme, die uns interessieren, sind meist periphere oder integrale Membranproteine. Sie katalysieren oftmals Reaktionen, die sich über zwei Phasen erstrecken. Die Hürde für die Aufklärung der Enzymkinetik besteht darin, dass sowohl lösliche also auch lipophile Substrate involviert sind“, erklärt Glaubitz. So verhält es sich auch mit der Diacylglycerinkinase (DGK) aus dem Bakterium E. coli, dessen Funktion die Arbeitsgruppe von Glaubitz aufklärte. Es handelt sich um ein integrales Membranprotein, welches das Lipid Diacylglycerin (DAG) in Phosphatidylsäure (Phosphatidic Acid, PA) unter Verbrauch von ATP umwandelt. Beide Lipide spielen wichtige Rollen in unterschiedlichen Signalwegen, die durch die Aktivität von DGK an oder abgeschaltet werden.

Weil Lipide sich aufgrund ihres hydrophoben (wasserabweisenden) Charakters nicht in Lösung untersuchen lassen, verwendeten die Forscher die Methode der Festkörper-NMR. Sie ermöglicht NMR Spektroskopie sowohl in flüssiger als auch in fester Phase. Wie die Arbeitsgruppe von Glaubitz in der angesehenen Fachzeitschrift „nature chemical biology“ berichtet, gelang es ihr, beim DGK simultan den Umsatz von ATP in der löslichen Phase sowie die Erzeugung von PA in der Lipidphase zu beobachten. „Die Daten erlauben einen detaillierten Einblick in die Funktionsweise von DGK und demonstrieren einen vielversprechenden methodischen Ansatz für zukünftige Studien zu den molekularen Grundlagen des Lipid Signalling“, erläutert Glaubitz die Bedeutung seiner Arbeit.

Publikation:
Ullrich, S. J., Hellmich, U. A., Ullrich, S. & Glaubitz, C. (2011) Interfacial enzyme kinetics of a membrane bound kinase analyzed by real-time MAS –NMR. Nature Chem. Biol. published online ahead of print. doi:10.1038/nchembio.543
Informationen: Prof. Clemens Glaubitz, Centre for Biomolecular Magnetic Resonance & Institute for Biophysical Chemistry, Campus Riedberg,

Tel: (069) 798-29927; glaubitz@em.uni-frankfurt.de http://www.uni-frankfurt.de/fb/fb14/BiochemieH/BPC/AK_Glaubitz/

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn drittmittelstärksten und größten Universitäten Deutschlands. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Parallel dazu erhält die Universität auch baulich ein neues Gesicht. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht ein neuer Campus, der ästhetische und funktionale Maßstäbe setzt. Die „Science City“ auf dem Riedberg vereint die naturwissenschaftlichen Fachbereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Max-Planck-Instituten. Mit über 55 Stiftungs- und Stiftungsgastprofessuren nimmt die Goethe-Universität laut Stifterverband eine Führungsrolle ein.

Herausgeber: Der Präsident
Abteilung Marketing und Kommunikation, Postfach 11 19 32,
60054 Frankfurt am Main
Redaktion: Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation Telefon (069) 798 – 2 92 28, Telefax (069) 798 - 2 85 30,

E-Mail hardy@pvw.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de

Weitere Berichte zu: ATP DGK Enzymkinetik Festkörper-NMR Grenzfläche Lipid droplets Lipide Membran Membranprotein enzyme

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten