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 Licht zur Herstellung energiereicher Chemikalien nutzen
21.05.2018 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Junger Embryo verspeist gefährliche Zelle
18.05.2018 | Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg

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: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

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

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

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