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 Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: 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...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie