Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

An der Sialinsäure erkennt sich der Mensch selbst

25.11.2014

Tübinger Biochemiker entschlüsseln eine Struktur, mit der das Immunsystem fremde Eindringlinge von eigenen Zellen unterscheidet

Für die Abwehr einer Infektion schaltet sich in der Regel das Immunsystem ein. Es muss im ersten Schritt erkennen, ob es tatsächlich Eindringlinge wie zum Beispiel Bakterien vor sich hat oder Zellen des eigenen Körpers. Sonst würde es im schlimmsten Fall die Zerstörung des eigenen Gewebes veranlassen und dem Menschen selbst schaden.

Die Unterscheidung von Fremd und Selbst geschieht anhand bestimmter Strukturen auf den Zelloberflächen. Nun ist es Dr. Bärbel Blaum und Professor Thilo Stehle vom Interfakultären Institut für Biochemie der Universität Tübingen in Kooperation mit Forschern in Großbritannien und Colorado, USA, gelungen, ein solches molekulares Muster zu identifizieren und den Erkennungsmechanismus aufzuklären. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Sialinsäure.

Die Erkennungsmuster auf den menschlichen Zellen bestehen aus komplex aufgebauten Glykanen, langen, teilweise verzweigten Ketten aus verschiedenen Zuckern. Der chemisch wichtigste Bestandteil dieser ‚Selbst’-Marker ist die Sialinsäure. Bereits Ende der 1970er Jahre fanden Forscher Hinweise darauf, dass die Sialinsäure für die Regulierung des sogenannten Komplementsystems, eines Zweigs der angeborenen Immunabwehr, wichtig ist.

Das Komplementsystem besteht aus einer Reihe von Proteinen, die sich im Blutserum aufhalten und bei der Erkennung von Eindringlingen eine Reaktionskaskade zu deren Vernichtung in Gang setzen. Wie die Sialinsäure das Komplementsystem bremsen könnte, war jedoch unklar.

Die Tübinger Forscher identifizierten und kristallisierten einen Bindungskomplex, der die Kontaktstelle zwischen der Körperzelle und dem Immunsystem bildet. Mittels Kernresonanzspektroskopie und Röntgenstrukturanalyse klärten sie die molekulare Struktur des Komplexes auf. Er besteht aus sialinsäurehaltigen Glykanen und einem Regulator des Komplementsystems, Faktor H genannt.

„Auf körpereigenen Zellen verursacht die Erkennung der Sialinsäure durch Faktor H das Abbrechen der Komplementkaskade, so dass Zellen mit diesen Zuckerstrukturen unbeschädigt bleiben", fasst Bärbel Blaum zusammen. Die Forscher vermuten, dass genau dieser Erkennungsmechanismus bei einer seltenen schweren Nierenerkrankung (atypisches hämolytisch-urämisches Syndrom – aHUS) gestört ist.

„Aus genetischen Untersuchungen wissen wir, dass bei manchen aHUS Patienten ein Teil des Faktors H geschädigt ist, und es stellt sich nun heraus, dass diese Schädigung häufig die Sialinsäure-Bindestelle im Faktor H betrifft“, erklärt die Wissenschaftlerin. Die genaue Struktur des Bindekomplexes wird den Forschern auch helfen, Strategien von krankheitserregenden Bakterien besser zu verstehen, die dem Immunsystem entkommen können, indem sie Faktor H mit der Sialinsäure-Bindestelle an sich binden und dem Immunsystem dann fälschlich als körpereigen erscheinen.

Originalpublikation:
Bärbel S Blaum, Jonathan P Hannan, Andrew P Herbert, David Kavanagh, Dušan Uhrín & Thilo Stehle: Structural basis for sialic acid-mediated self-recognition by complement factor H. Nature Chemical Biology, DOI: 10.1038/nchembio.1696

Kontakt:
Universität Tübingen
Medizinische Fakultät und Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Interfakultäres Institut für Biochemie

Dr. Bärbel Blaum
Telefon + 49 7071 29-75359
baerbel.blaum[at]uni-tuebingen.de

Prof. Dr. Thilo Stehle
Telefon +49 7071 29-73043
thilo.stehle[at]uni-tuebingen.de

Dr. Karl Guido Rijkhoek | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht „Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz
08.12.2017 | Technische Universität Dresden

nachricht Die Zukunft der grünen Gentechnik
08.12.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie