Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Arm in Arm gegen Aktin

14.01.2009
Braunschweiger Helmholtz-Forscher klären Wirkmechanismus eines Naturstoffes auf.

Naturstoffe sind wichtige Hilfsmittel beim Kampf gegen Infektionskrankheiten und Krebs. Um sie gezielt einsetzen zu können, müssen wir ihre Wirkmechanismen und ihren Aufbau genau kennen, um am Ende aus ihnen das optimale Medikament zu entwickeln.

Wolf-Dieter Schubert und seinen Mitarbeitern der Arbeitsgruppe "Molekulare Wirt-Pathogen Interaktionen" am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig ist dies jetzt für einen seit 15 Jahren bekannten Naturstoff, das Rhizopodin, erstmals gelungen.

In der Zeitschrift "Angewandte Chemie" zeigen die Forscher, wie der Naturstoff ein Protein des Zellskeletts zu Komplexen zusammenlagert und es damit an seiner Funktion hindert. Diese Eigenschaft könnte den Stoff unter anderem für die Krebsforschung sehr interessant machen. Gleichzeitig zeigen die Forscher genau wie das Molekül räumlich aufgebaut ist, so dass es in Zukunft vielleicht im Labor herstellbar ist.

Das Zellskelett ist ein Netz aus vielen Proteinen. Es hilft unter anderem bei der Zellteilung, das Erbgut auf beide Tochterzellen zu verteilen. Weil sich Krebszellen besonders schnell teilen, zielen viele Medikamente darauf, die Dynamik des Zellskeletts zu blockieren und so die krankhafte Vermehrung der Krebszellen zu stoppen. Bakterien nutzen die gleiche Strategie: Um die Abwehrmechanismen des von ihnen befallenen Organismus außer Kraft zu setzen, produzieren sie Naturstoffe. Diese verhindern den Aufbau des Zellskeletts in Abwehrzellen oder zerstören das bereits aufgebaute Skelett. Deshalb sind solche Naturstoffe wichtige Ausgangspunkte für neue Medikamente.

Der Naturstoff Rhizopodin wurde 1993 von Forschern am HZI aus dem Bakterienstamm Myxococcus stipitatus isoliert. Schon damals zeigten Experimente am HZI eine starke Wirkung gegen das Zellskelett. Man erkannte, dass das Rhizopodin Bausteine des Zellskeletts, sogenannte Aktin-Moleküle, bindet und den Zellskelettaufbau verhindert. Wie das im Detail funktioniert, blieb jedoch unklar. Um dies zu untersuchen, mischten die Forscher um Wolf-Dieter Schubert jetzt im Labor Aktin-Moleküle mit Rhizopodin. Dabei beobachteten sie, dass beide Substanzen wie erwartet einen festen Komplex bilden. Dieser Komplex war jedoch deutlich größer als vorher berechnet. Die molekulare Struktur des Komplexes löste das Rätsel: Ein Rhizopodin-Molekül setzt gleich zwei Aktin-Bausteine außer Gefecht, indem es sie an sich fesselt und damit unwirksam macht. "Wenn wir uns jetzt die Struktur des Rhizopodins anschauen und erkennen, wie es Aktin bindet, passt alles perfekt zusammen.", sagt Wolf-Dieter Schubert. "Der Komplex aus Rhizopodin und zwei Aktin-Molekülen verhindert besonders wirkungsvoll den Zusammenbau des Zellskeletts."

Noch ist es zu früh zu bewerten, ob das Rhizopodin den Weg in die Anwendung als Medikament finden wird. Die genaue Erklärung des Wirkmechanismus und insbesondere auch die detaillierte, räumliche Beschreibung sind jedoch wichtige Schritte zum besseren Verständnis und zur eventuellen Nutzung dieser wichtigen Klasse der Naturstoffe.

Orginalartikel: Gregor Hagelueken, Simone C. Albrecht, Heinrich Steinmetz, Rolf Jansen, Dirk W. Heinz, Markus Kalesse, Wolf-Dieter Schubert: Absolute Konfiguration von Rhizopodin und Inhibierung der Aktinpolymerisation durch Dimerisierung. Angew. Chem. 2009, 121, 603 -606 (Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 595-598).

Hannes Schlender | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie sich Krebszellen gegen Chemotherapeutika „immun“ machen
24.08.2017 | Universität Witten/Herdecke

nachricht "Comammox"-Bakterien: Langsam, aber super-effizient
24.08.2017 | Universität Wien

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: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Ein Feuerwerk der chemischen Forschung

24.08.2017 | Veranstaltungen

US-Spitzenforschung aus erster Hand: Karl Deisseroth spricht beim Neurologiekongress in Leipzig

24.08.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rauch von kanadischen Waldbränden bis nach Europa transportiert

24.08.2017 | Geowissenschaften

Wie Zellen ihre eigenen Gene „hacken“ - Forscher entschlüsseln neuen Mechanismus der Genexpression

24.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Ein Feuerwerk der chemischen Forschung

24.08.2017 | Veranstaltungsnachrichten