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 Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie