Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leipziger Forscher schauen der Evolution über die Schulter

09.07.2008
Leipziger Forscher haben ein Beispiel dafür gefunden, wie die Evolution auf Molekülebene funktioniert. Die Wissenschaftler rund um Prof. Dr. Mario Mörl vom Institut für Biochemie der Universität Leipzig haben sich mit Enzymen beschäftigt, die für die Reifung und Funktionalität so genannter tRNAs von Bedeutung sind.

"tRNAs sind deshalb so wichtig, weil sie als Adaptormoleküle mit Aminosäuren beladen werden und dafür sorgen, dass der in der DNA angelegte 'Bauplan' für Organismen umgesetzt werden kann", erläutert Prof. Mörl zu den Untersuchungen seines Teams, deren Ergebnisse die Forscher kürzlich im Fachmagazin "Proceedings Of The National Academy Of Science of the United States of America" ausführlich darstellen konnten. Ihr Hauptaugenmerk galt dabei den CCA-Enzymen.

tRNAs sorgen für die Übersetzung der im Erbgut eingelagerten Informationen zum Aufbau von Proteinen, wie beispielsweise Insulin. Damit eine tRNA mit einem Proteinbaustein beladen werden kann, benötigt sie eine entsprechende Beladungsstelle. Diese besteht aus drei aufeinander folgenden Nukleotiden, zwei C- und einem A-Nukleotid (CCA).

Normalerweise, so Prof. Mörl, synthetisieren spezialisierte Katalysatoren, die CCA-Enzyme, diese Andockstelle. "Es gibt aber auch Organismen, die ein Zwillingspaar an Enzymen besitzen, die sich diese Aufgabe teilen: ein Enzym addiert die beiden C-Reste, ein zweites das am Ende stehende A."

... mehr zu:
»Enzym »Evolution

Nun war bislang völlig unbekannt, weshalb ein CC-Enzym kein A-Nukleotid einbauen kann. Hier haben die Leipziger Forscher jetzt eine Wissenslücke schließen können. "Man kann sich das fast wie bei einer Maschine vorstellen, bei der bestimmte Bauteile, etwa Zahnräder, an genau festgelegten Stellen vorhanden sein müssen, damit die Maschine als Ganzes funktioniert", erklärt der Biochemiker. Dabei kommt es darauf an, dass jedes Maschinenteil an der richtigen Stelle sitzt, die richtige Form und Größe hat. Bei den Enzymen ging es deshalb um die Frage, was den Einbau von A bei den CC-Enzymen verhindert.

"Wir konnten zeigen, dass in dem Enzym ein wichtiges Gelenk fehlt, das zum Einbau des A-Nukleotids benötigt wird", so Mörl. Vergleichbar sei dies mit einer Zange: Je nachdem, wie weit sie sich öffnet, können unterschiedlich starke Materialien damit gegriffen werden. Beim Aufbau des CC-Enzyms ist es ähnlich: Fehlt das beschriebene Gelenk, kann es nur zum Einbau des kleineren C-Nukleotids kommen, weil das nicht weiter geöffnete Enzym das größere A -Nukleotid nicht binden kann.

Die Leipziger Wissenschaftler gingen bei ihren Forschungen aber noch einen entscheidenden Schritt weiter. Nachdem sie das Fehlen der Gelenk-Region beim CC-Enzym definitiv festgestellt hatten, machten sie sich daran, den Mangel zu

beheben: "Wir bauten das Gelenk aus einem CCA-Enzym aus und transplantierten es in ein CC-Enzym", so Mörl. Die daraus entstehende Chimäre war dann wieder in der Lage, ein A einzubauen, so dass die komplette CCA-Sequenz wieder aufgebaut werden konnte.

Das Team um Prof. Mörl hat also der Evolution über die Schulter schauen und nachvollziehen können, wie die Natur in einer Art molekularem Baukasten Enzyme mit veränderten Funktionen zusammensetzt. "Das funktioniert aber nur, wenn vorher wie bei einem Computer eine Sicherungskopie wichtiger Dateien als Backup angelegt wurde", unterstreicht Mörl: Bevor die Natur 'Experimente' mit den Enzymen ausprobiert, muss ein Duplikat des Enzymbauplans im Erbgut abgelegt worden sein. Dadurch ist sichergestellt, dass - wie im untersuchten Fall - eine Zelle nicht stirbt, wenn eines der CCA-Enzyme in ein CC-Enzym umgewandelt wird.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Mario Mörl
Telefon: 0341 97-36911
E-Mail: moerl@uni-leipzig.de

Sandra Hasse | Universität Leipzig
Weitere Informationen:
http://www.biochemie.uni-leipzig.de/agmoerl/default.asp
http://www.uni-leipzig.de/presse

Weitere Berichte zu: Enzym Evolution

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscherteam der Universität Bremen untersucht Korallenbleiche
24.04.2017 | Universität Bremen

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

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: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung