Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Anstandsdame als Stressmanager

13.05.2013
Der Chaperonkomplex NAC spielt eine entscheidende Rolle bei der Proteinherstellung und stressbedingten Proteinverklumpung

Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit sind Konstanzer Biologinnen bei der Erforschung des hoch konservierten Proteinkomplexes Nascent Polypeptide-associated Complex (NAC) einen großen Schritt weitergekommen.

Prof. Dr. Elke Deuerling, ihre Doktorandin Annika Scior und die an der Northwestern University in den USA forschenden Kollegen Prof. Dr. Rick Morimoto und Dr. Janine Kirstein-Miles konnten nachweisen, dass NAC gleich mehrere wichtige Aufgaben in der Zelle wahrnimmt: NAC reguliert die Aktivität der Ribosomen als Proteinproduzenten und überwacht die korrekte Proteinherstellung. Die Wissenschaftler haben nun noch eine weitere Funktion von NAC entdeckt:

Der Proteinkomplex spielt im Zusammenhang mit der Verklumpung von Proteinen eine entscheidende Rolle. So konnten sie experimentell zeigen, dass NAC mit Proteinen wechselwirkt, die neurodegenerative Krankheiten wie Alzheimer und Chorea Huntington auslösen. Ihre Ergebnisse werden in einer der kommenden Ausgaben der Wissenschaftszeitschrift „EMBO Journal" der European Molecular Biology Organization veröffentlicht.

Sie sind bereits jetzt als Advanced Online Publication unter dem Link http://www.nature.com/emboj/journal/vaop/ncurrent/full/emboj201387a.html nachzulesen.

Der Artikel ist die erste Publikation der Konstanzer Arbeitsgruppe im Rahmen ihres Projektes im Sonderforschungsbereich (SFB) „Chemical and Biological Principles of Cellular Proteostasis“. Gleichzeitig ist es die erste Veröffentlichung des Labors von Elke Deuerling, der Sprecherin des SFB, zum Modellorganismus C. elegans. Dabei handelt es sich um einen maximal einen Millimeter langen, durchsichtigen Fadenwurm. Verklumpungen von Proteinen lassen sich mit Hilfe von grün-fluoreszierenden so genannten Reporterproteinen im Wurm unter dem Mikroskop sichtbar machen. Die genetischen und mikroskopischen Arbeiten wurden in den USA von Janine Kirstein-Miles übernommen. Die biochemische Analyse der Rolle von NAC bei der Proteinherstellung und Verklumpungen lag weitgehend an der Universität Konstanz in den Händen der Doktorandin Annika Scior. Sie konnte mit ihrer Methode biochemisch die Chaperon-Funktion von NAC, also die Kontrollfunktion der „Anstandsdame“ über die korrekte Faltung der Proteine, experimentell nachweisen.

„Ist die Zelle fit, macht NAC seine normalen Hausaufgaben, stehen ihre Proteine unter Stress, verändert er seine Lokalisation“, stellt Elke Deuerling fest. Im Labor wurden die Würmer einem Hitzeschock ausgesetzt. Auf die Stressreaktion in der Zelle, die Verklumpung von Proteinen, reagiert NAC mit einem Ortswechsel. Es löst sich vom Ribosom ab. Auf diese Weise wird die Proteinsynthese verringert. Die Biologinnen vermuten, dass die reduzierte Proteinproduktion der Zelle zum Vorteil gereicht. „Die Zelle verhindert dadurch, dass durch nachrückende Proteine noch mehr Stress entsteht. Die Probleme in der Zelle können behoben werden, und NAC kann wieder zurück zum Ribosom“, so Annika Scior.

Wird der Hitzestress wieder zurückgefahren, lösen sich die Proteinverklumpungen auf und die Zellen können wieder regenerieren. NAC hat jedoch bereits in dieser Phase, vor seiner Rückkehr zum Ribosom, Einfluss auf das Geschehen: Ist NAC nicht vorhanden, funktioniert die Auflösung der Verklumpungen wesentlich schlechter. Er scheint somit nicht nur für die Synthese sowie die richtige Faltung der Proteine zuständig zu sein, sondern auch die Auflösung der Verklumpungen zu beeinflussen. In Würmern, in denen die NAC-Konzentration reduziert wurde, verklumpten außerdem die Proteine schneller. Je mehr NAC im Gegenzug vorhanden war, desto langsamer und später fanden die Verklumpungen statt. „NAC ist sowohl für den gesunden Zustand des Wurms wichtig als auch unter Stressbedingungen“, fasst Elke Deuerling zusammen.

The nascent polypeptide-associated complex is a key regulator of proteostasis. Kirstein-Miles J*, Scior A*, Deuerling E#, Morimoto RI#,. EMBO J. 2013 Apr 19. doi: 10.1038/emboj.2013.87. [Epub ahead of print]
* these authors contributed equally
# corresponding authors

Hinweis an die Redaktionen:
Ein Foto kann im Folgenden heruntergeladen werden:
http://www.pi.uni-konstanz.de/2013/057-wurm.jpg
Abbildung: Das Fehlen von NAC im C. elegans Wurm macht Proteine unlöslich. Mit Hilfe von grün-fluoreszierenden Modellproteinen sind solche Proteinverklumpungen unter dem Mikroskop sichtbar.

Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: 07531 / 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de

Prof. Dr. Elke Deuerling
Molekulare Mikrobiologie
Fachbereich Biologie
Universität Konstanz
78457 Konstanz
Telefon: 07531 / 88-2647
E-Mail: elke.deuerling@uni-konstanz.de

Julia Wandt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-konstanz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

nachricht Virologen der Saar-Uni entdecken neuen Mechanismus, der die Hautkrebs-Entstehung begünstigt
23.06.2017 | Universität des Saarlandes

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der Form eine Funktion verleihen

23.06.2017 | Informationstechnologie

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Rudolf-Virchow-Preis 2017 – wegweisende Forschung zu einer seltenen Form des Hodgkin-Lymphoms

23.06.2017 | Förderungen Preise