Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erste Röntgenstruktur eines Neurotransmitter-Rezeptors

06.03.2008
Neurotransmitter-Rezeptoren spielen eine Schlüsselrolle in der elektrischen Signalübertragung in Nervenzellen. Bisher weiss man nur wenig über die Struktur dieser Rezeptoren oder Ionenkanäle.

Forscher der Universität Zürich und des Nationalen Forschungsschwerpunkts Strukturbiologie konnten jetzt die erste detaillierte Struktur eines nahen bakteriellen Verwandten von Neurotransmitter-Rezeptoren entschlüsseln. Die Publikation erscheint am 6. März 2008 in der Online-Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Nature".

Vom Denken bis zur Bewegung wird unser Körper durch Elektrizität gesteuert. Grundlage für solche elektrischen Prozesse ist der kontrollierte Fluss von geladenen Teilchen, den Ionen, durch die Wände der Zellen, den Membranen. Da die Zellmembran für Ionen undurchlässig ist, braucht es so genannte Ionenkanäle. Diese sind selektiv und erlauben nur bestimmten Ionen den Durchfluss durch die Membran und anderen nicht. Ionenkanäle sind Proteine, die in der Membran sitzen und über Signale geöffnet werden.

Die Neurotransmitter-Rezeptoren oder Ionenkanäle spielen eine Schlüsselrolle in der elektrischen Signalübertragung in den Synapsen von Nerven- und Muskelzellen. Je nach ihrer Ionenselektivität aktivieren oder unterdrücken diese Rezeptoren elektrische Signale. Die Vertreter dieser Familie, die aktivierende Acetylcholin- und Serotonin-Rezeptoren und inhibierende Gaba- und Glycin-Rezeptoren, sind wichtige Angriffspunkte für Medikamente sowie bei Fehlfunktion Ursache für neurologische Krankheiten. Obwohl verschiedene Rezeptoren während der letzten Jahrzehnte im Brennpunkt der biochemischen Forschung gestanden sind, waren bisher noch keine detaillierten Strukturen dieser wichtigen Proteinklasse bekannt. Dieser Durchbruch wurde jetzt von der Arbeitsgruppe von Prof. Raimund Dutzler am Biochemischen Institut der Universität Zürich erzielt.

... mehr zu:
»Ion »Ionenkanal »Membran »Protein »Rezeptor

Für ihre Studien haben sich die Wissenschafter nahe bakterielle Verwandte von Neurotransmitter-Rezeptoren zu Nutze gemacht. In aufwendigen experimentellen Versuchen wurde das Protein in Bakterien hergestellt, isoliert und zur Kristallisation gebracht, um so den Aufbau studieren zu kön-nen. Mit Hilfe der Röntgenstrukturanalyse konnten die Forschenden dann die Raumstruktur des Ionenkanals aufklären. "Ohne die hervorragende Infrastruktur im Nationalen Forschungsschwerpunkt Strukturbiologie, den regelmässigen Zugang zur Schweizer Synchrotronquelle am Paul Scherrer Institut und am wichtigsten ohne hervorragende Mitarbeiter wäre der Erfolg in diesem experimentell sehr anspruchsvollen Gebiet unmöglich gewesen" sagte Prof. Raimund Dutzler.

Die Struktur zeigt ein Protein, das sehr ähnlich wie die humanen Rezeptoren aufgebaut ist. Aus diesem Grund dient der kompaktere bakterielle Rezeptor als wichtiges Modellsystem, um die grundlegenden Funktionsmechanismen wie das kontrollierte Öffnen und Schliessen des Kanals und seine Präferenz für bestimmte Ionen zu untersuchen. Der Kanal wird aus fünf gleichen Proteinketten gebildet. Er besteht aus zwei Teilen, einer Bindungsdomäne, die aus der Zellmembran herausragt und den Neurotransmitter bindet, und einem engen Kanal, der in der Membran sitzt und den Ionenfluss reguliert. Der Kanal der untersuchten Struktur ist geschlossen, wie der offene Kanal aussieht, ist im Moment noch nicht bekannt.

Laut Prof. Dutzler bildet die Struktur einen ersten wichtigen Teil eines Puzzles. Doch es benötigt weitere Experimente, um zu einem kompletten Bild zu gelangen, einem Bild, das am Ende den detaillierten Mechanismus dieses wichtigen physiologischen Prozesses zeigt und das zur Entwicklung neuer Medikamente beitragen kann.

Kontakt:

Prof. Raimund Dutzler, Biochemisches Institut, Universität Zürich
Tel. 0041 44 635 65 50
E-Mail: dutzler@bioc.uzh.ch

Beat Müller | idw
Weitere Informationen:
http://www.bioc.uzh.ch

Weitere Berichte zu: Ion Ionenkanal Membran Protein Rezeptor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen
12.12.2017 | Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

nachricht Undercover im Kampf gegen Tuberkulose
12.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

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...

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

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik