Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Anpassung an hohe Temperaturen

10.10.2011
Freiburger Forscher entdecken multifunktionelles Enzym im Stoffwechsel

Sowohl beim Menschen als auch bei einfachen Bakterien ist Gluconeogenese, die Fähigkeit, Zucker aus einfacheren chemischen Bausteinen neu zu synthetisieren, ein zentraler Weg des Stoffwechsels.


Animation der verschiedenen Zustände der Fructose-1,6-bisphosphat-Aldolase/Phosphatase: natives Enzym. Grafik: Universität Freiburg

Dieser Prozess konnte jedoch bisher wissenschaftlich nicht abschließend analysiert werden. Die Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Oliver Einsle vom Institut für Organische Chemie und Biochemie, Zentrum für Biologische Signalstudien (BIOSS), Freiburg Institute of Advanced Studies (FRIAS) sowie von der Spemann Graduiertenschule (SGBM) und Prof. Dr. Georg Fuchs vom Institut für Biologie II haben nun einen grundlegend neuartigen Typ multifunktioneller Enzyme in diesem Stoffwechselweg beschrieben. In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Nature stellen sie ihre Ergebnisse vor.

Die Aldolase, ein zentrales Enzym der Gluconeogenese, schien bei dem gesamten Organismenreich der Archaea, so genannter Urbakterien, zu fehlen. Dr. Rafael Say und Georg Fuchs entdeckten im Jahr 2010, dass das Enzym Fructose-1,6-bisphosphatase auch die Aufgabe der Aldolase übernehmen konnte, obwohl die Aminosäuren des Enzyms, die an der Aldolasereaktion beteiligt sind, weit von der Bindestelle des Substrats entfernt waren.

Um dieses scheinbare Paradoxon aufzulösen, wurde das Enzym Fructose-1,6-bisphosphat-Aldolase/Phosphatase (FBPAP) von Juan Du und Dr. Wei Lü in der Arbeitsgruppe von Oliver Einsle untersucht. Dabei konnten dreidimensionale Raumstrukturen bei hoher Auflösung bestimmt werden, die einen überraschend komplexen Reaktionsmechanismus im Detail aufzeigten. Das Ergebnis: Es ist das Protein selbst, das sich um das fest gebundene Substratmolekül herum neu organisiert. Gelenkt wird dieser komplizierte Prozess durch die Bindung zusätzlicher Magnesiumionen, die in der Zelle in hinreichender Menge zur Verfügung stehen. Durch diese Bindung verändern sich drei Bereiche des Enzyms grundlegend, und das Aktivzentrum verwandelt sich von einer Aldolase in eine Phosphatase.

Die Freiburger Forscher haben mit diesem Mechanismus ein neuartiges multifunktionelles Enzym charakterisiert. Es ist anzunehmen, dass derartige zusätzliche katalytische Fähigkeiten auch bei anderen Proteinen vorkommen, dort aber bislang unentdeckt blieben. Im Fall der FBPAP stellt dieser ungewöhnliche Mechanismus vermutlich eine Anpassung an das Leben bei hohen Temperaturen dar, bei denen die Ausgangsstoffe der Reaktion nicht stabil sind.

Veröffentlichung: Juan Du, Rafael F. Say, Wei Lü, Georg Fuchs, Oliver Einsle (2011): Active-site remodelling in a bifunctional fructose-1,6-bisphosphate aldolase/phosphatase: Nature, DOI:10.1038/nature10458.

Kontakt:
Prof. Dr. Oliver Einsle
Institut für Organische Chemie und Biochemie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-6058
E-Mail: einsle@biochemie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de
http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2011/pm.2011-10-10.233

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

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: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics