Heidelberger Forscher finden Puzzlestein für das Verständnis des intrazellulären Transports

Für das Überleben der Zellen sind Transportvorgänge von entscheidender Bedeutung. Stoffwechselprodukte werden aufgenommen und wieder abgegeben. Auch innerhalb der Zelle findet reger Transport statt, beispielsweise in und aus dem Zellkern. Neben Stoffwechselprodukten werden Proteine – wie zum Beispiel Enzyme – im Inneren der Zelle transportiert.

Dabei müssen auch Biomembranen überquert werden. Beim Studium eines solchen Transportvorgangs untersuchen Forscher am Biochemiezentrum der Universität Heidelberg den pflanzlichen Chloroplasten, also den Ort in der Zelle, in dem Photosynthese stattfindet.

In der Fachzeitschrift „Structure“ veröffentlichen die Forscher diese Woche eine Arbeit, die einen wichtigen Puzzlestein für das Verständnis des intrazellulären Transports liefert. Mit strukturbiologischen und biochemischen Methoden wurde ein Rezeptor des Proteinimports untersucht. Dabei handelt es sich um die Erkennungsstelle, die Proteine kontaktieren müssen, die das Innere des Chloroplasten erreichen sollen. Es wird gezeigt, welche Interaktionen im Einzelnen notwendig sind, um diesen Vorgang zu steuern. Die Arbeitsgruppe hat die Proteinstruktur des Rezeptors bestimmt, und postuliert anhand des atomaren Modells die Bindestellen für Proteinerkennung und für die Aktivierung des Transportprozesses. Damit werden entscheidende Impulse für eine zukünftige Forschung auf diesem grundlegenden Gebiet gegeben.

Die Arbeiten wurden am 8. April in „Structure“ als cover-story veröffentlicht, der renommierten Zeitschrift für Strukturbiologie des „Cell“-Verlages (1). Ebenfalls im „Cell“-Verlag erschien im Januar ein Review zum Thema (2).

Die Arbeit wurde am Biochemiezentrum der Universität Heidelberg in der Strukturabteilung von Prof. Dr. Irmgard Sinning durchgeführt. Dort beschäftigen sich mehrere Arbeitsgruppen mit intrazellulären Transportvorgängen (u.a. Prof. Sinning, Prof. Hurt, Prof. Wieland, Prof. Nickel, http://www.uni-heidelberg.de/zentral/bzh/; siehe auch SFB 638).

Die vorliegende Arbeit ist eine Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen von Dr. Karsten Rippe, BIOQUANT (http://malone.bioquant.uni-heidelberg.de/; http://malone.bioquant.uni-heidelberg.de/people/rippe/index-rippe.html), und von Prof. Dr. Enrico Schleiff, Cluster of Excellence Frankfurt (CEF; http://www.cef-mc.de/; http://www.uni-frankfurt.de/fb/fb15/institute/inst-3-mol-biowiss/AK-Schleiff/index.html).

1. Koenig, P., Oreb, M., Höfle, A., Kaltofen, S., Rippe, K., Sinning, I., Schleiff, E., and Tews, I. (2008) The GTPase cycle of the chloroplast import receptors Toc33/Toc34 – Implications from monomeric and dimeric structures, Structure 16

2. Oreb, M., Tews, I., and Schleiff, E. (2008) Policing Tic 'n' Toc, the doorway to chloroplasts, Trends Cell Biol 18, 19-27.

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Dr. Ivo Tews
Biochemiezentrum der Universität Heidelberg BZH
Strukturabteilung
Im Neuenheimer Feld 328, 69120 Heidelberg
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