Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was die Haut braun färbt: Forschungsprojekt untersucht molekulare Prozesse bei der Bildung von Melanin

21.04.2005


Tyrosinasen spielen bei der Bräunung der Haut, der Skelettbildung von Gliederfüßern und der Immunantwort von Wirbellosen eine zentrale Rolle



Das Farbpigment Melanin ist beim Menschen für die Bräunung der Haut verantwortlich. Es kommt in der Haut natürlich vor. Unter dem Einfluss von Sonnenlicht oder UV-Bestrahlung wird es jedoch von sogenannten Tyrosinasen vermehrt produziert. Wie es genau zur Bildung dieser Stoffe kommt, untersucht ein Forschungsprojekt am Institut für Molekulare Biophysik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Die Ergebnisse dürften vor allem in der Kosmetikindustrie bei Produkten zur Haarfärbung oder Hautbräunung Anwendung finden.



Tyrosinasen sind Enzyme, also Eiweißmoleküle, die chemische Reaktionen beschleunigen. Sie kommen in allen Organismen vor und verursachen nicht nur die Bräunung der Haut, sondern zum Beispiel auch die Verfärbung bei angeschnittenen Äpfeln oder die Bräunung von älterem Gemüse. Bei Bakterien, Pilzen, Pflanzen und wirbellosen Tieren sind Tyrosinasen ein Teil des einfachen, aber sehr wirkungsvollen Immunsystems. Bei Gliederfüßern dienen sie der Bildung des Außenskeletts. "Wir wollen genau wissen, wie Tyrosinasen entstehen und wie dadurch der Prozess zur Bildung von Melanin in Gang kommen kann", erklärt Univ.-Prof. Heinz Decker, Leiter des Instituts für Molekulare Biophysik. Erste Erkenntnisse liefern Beobachtungen, die bei Vogelspinnen gemacht wurden. Vogelspinnen besitzen sogenannte Hämocyanine, die für den Sauerstofftransport zuständig sind. Durch eine Verletzung oder einen Befall der Spinnen mit Bakterien oder Pilzen scheinen die Hämocyanine in Tyrosinasen umgewandelt zu werden. Dabei wird nach den Beobachtungen der Mainzer Biophysiker bei dem Hämocyanin eine Ecke abgetrennt, dadurch ein aktives Zentrum freigelegt und somit angeregt, hoch reaktive Polymerbausteine herzustellen. Diese Bausteine bilden dann sofort ein sehr widerstandsfähiges Polymernetz: das Melanin.

Die Frage ist nun, ob ein ähnlicher Ablauf auch für die menschliche Tyrosinase gilt. Durch Untersuchungen beim Menschen, bei Mäusen, Vogelspinnen und Bakterien sollen die jeweiligen Umwandlungsprozesse entschlüsselt und verglichen werden. Ziel ist es, den (strukturellen) molekularen Ablauf für die verschiedenen Tyrosinasen von verschiedenen Lebewesen zu klären. Gelingt es, die molekulare Umsetzung des UV-Lichtes in die Aktivierung der Bräunung der Haut aufzuklären, können gezielt Effektoren hergestellt werden, die die Braunfärbung verstärken oder verhindern.

Aufgrund der vielfältigen Funktionen von Tyrosinasen und Hämocyaninen könnten die Forschungsergebnisse künftig auch für die Lebensmittelindustrie oder den Umweltbereich von Bedeutung sein. Dazu werden in einem Teilprojekt der Mainzer Biophysik Molekülabschnitte untersucht, die sich bei einer Erkrankung z.B. durch Pilzbefall von den Hämocyaninen bzw. Tyrosinasen abspalten und fungizid, d.h. den Pilzbefall hemmend wirken.

Die räumliche Struktur und der funktionelle Mechanismus auf molekularer Basis ist bei den Tyrosinasen noch nicht ausreichend bekannt. Daher erfolgen die Untersuchungen unter anderem anhand der bekannten Strukturen von Hämocyanin. Hämocyanine und Tyrosinasen sind evolutionär eng miteinander verwandt. Die strukturell sehr gut untersuchten Hämocyanine können als Strukturmodelle verwendet werden, um die Reaktion am aktiven Zentrum der Tyrosinasen besser zu verstehen.

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.biophysik.uni-mainz.de/

Weitere Berichte zu: Bakterium Biophysik Hämocyanin Melanin Prozess Vogelspinnen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Evolutionsvorteil der Strandschnecke
28.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Mobile Goldfinger
28.03.2017 | 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: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit