Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Licht in’s Dunkle hitzestabiler Proteine

31.05.2000


Der Bayreuther Biochemiker Dieter Perl konnte, zusammen mit Kollegen vom Max-Delbrück-Centrum für molekulare Medizin in Berlin, jetzt zeigen, wodurch die Thermostabilität eines bakteriellen Kälteschockproteins
(relativ zu seinem mesophilen Homologen) verursacht wird. Systematische Mutagenesen und Stabilitätsmessungen ergaben, daß die stark erhöhte Stabilität dieses Proteins auf lediglich zwei Austauschen geladener Aminosäuren an der Proteinoberfläche zurückgeführt werden kann.

Biochemische Forschung
Licht in’s Dunkle hitzestabiler Proteine
Optimierung im Ladungsmuster an der Proteinoberfläche spielt große Rolle

Bayreuth (UBT) Extremophile sind Mikroorganismen, die unter extremen äußeren Bedingungen wachsen können. Sie sind von großer Bedeutung in der Biotechnologie, da sie äußerst stabile Proteine mit hohem technischen Nutzen produzieren. Viele Enzyme, die in Biochemie und Molekularbiologie verwendet werden, stammen aus Extremophilen.

Zu den Extremophilen zählen vor allem die thermophilen Mikroorganismen, deren optimale Wachstumstemperaturen zum Teil weit über 50°C liegen. Die Proteine aus diesen Organismen sind sehr hitzeresistent. Ihre geordnete Raumstruktur, die Voraussetzung für die korrekte Funktion ist, bleibt selbst bei sehr hohen Temperaturen erhalten und ermöglicht diesen Organismen das Überleben unter diesen extremen Umweltbedingungen.

Woraus resultiert die hohe Stabilität dieser Proteine? Die Beantwortung dieser Frage ist von großem Interesse in der Biochemie, weil es dann möglich wäre,die Stabilität empfindlicher Proteine, und damit ihren technischen Nutzen, zu verbessern. Die molekularen Ursachen der Thermostabilität von Proteinen liegen allerdings noch weitgehend im Dunkeln, da sich homologe Proteine aus mesophilen und thermophilen Organismen meist sehr stark in ihrem Aufbau, d. h. in ihrer Aminosäuresequenz unterscheiden.

Der Bayreuther Biochemiker Dieter Perl in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Franz-Xaver Schmid konnte, zusammen mit Kollegen vom Max-Delbrück-Centrum für molekulare Medizin in Berlin, nun zeigen, wodurch die Thermostabilität eines bakteriellen Kälteschockproteins (relativ zu seinem mesophilen Homologen) verursacht wird (Nature Structural Biology 7, 380-383 (2000)). Systematische Mutagenesen und Stabilitätsmessungen ergaben, daß die stark erhöhte Stabilität dieses Proteins auf lediglich zwei Austauschen geladener Aminosäuren an der Proteinoberfläche zurückgeführt werden kann. Alle anderen Sequenzunterschiede zwischen den beiden Proteinen sind lediglich das Produkt neutraler evolutionärer Divergenz und haben mit der Thermostabilität nichts zu tun. Aus dieser Arbeit wird klar, daß Optimierungen im Ladungsmuster an der Proteinoberfläche für die Thermostabilität eine große Rolle spielen.

Interessanterweise konnte das wenig stabile mesophile Kälteschockprotein durch die Einführung von nur diesen beiden Aminosäuren fast genauso stabil gemacht werden wie das thermophile Protein. Diese Erkenntnis, dass wenige Mutationen zur Verbesserung der elektrostatischen Wechselwirkungen genügen, um ein Protein so stabil wie sein thermophiles Homologes zu machen, werden von den Wissenschaftlern als sehr ermutigend für die Entwicklung von Strategien zur Proteinstabilisierung eingeschätzt.

M. A. Jürgen Abel |

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie
15.12.2017 | Universität Leipzig

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

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: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik