Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Stoff, von dem das Leben abhängt

22.09.2005


GBF-Wissenschaftler analysieren Enzym-Struktur für die Blutfarbstoffbildung

Häm heißt der rote Farbstoff, von dem das Leben abhängt. Er ist ein wichtiger Bestandteil menschlichen und tierischen Blutes und transportiert den lebenserhaltenden Sauerstoff von der Lunge in das Gewebe. Wissenschaftler der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF) und der Technischen Universität Braunschweig (TU) haben jetzt die dreidimensionale Struktur des Enzyms aufgeklärt, das den ersten Schritt der Hämbildung im Körper katalysiert. "Mit unserem Projekt konnten wir ein Stück Wissenschaftsgeschichte abschließen", erklärt GBF-Bereichsleiter Professor Dirk Heinz: Mit ALAS - so der wissenschaftliche Name des Moleküls - seien nun die Strukturen aller an der Häm-Bildung beteiligten Enzyme bekannt. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Wissenschaftler jetzt in der Fachzeitschrift EMBO Journal.

Die Herstellung von Häm ist im menschlichen oder tierischen Körper wie eine Fließbandarbeit organisiert: Insgesamt zehn Enzyme haben im Produktionsprozess jeweils eine bestimmte Aufgabe. Sie erhalten vom vorgeschalteten Enzym ein Zwischenprodukt, verändern es gezielt und reichen es dann an das nächste Enzym in der Kette weiter. ALAS (5-Aminolevulinat-Synthase) habe dabei eine besondere Bedeutung, stellt TU-Professor Dieter Jahn fest: "Da dieses Enzym im Syntheseweg an erster Stelle steht, stört eine defekte ALAS die Blutbildung entscheidend. Krankheiten wie Anämien sind die Folge."

Ursache für eine beeinträchtigte ALAS ist ein Defekt auf dem X-Chromosom. Menschen, die davon betroffen sind, leiden an einer schweren Anämie: Obwohl sie keinen Eisenmangel haben - die häufigste Ursache für diese Krankheiten - bildet ihr Körper nur unzureichend roten Blutfarbstoff und wird schlechter mit Sauerstoff versorgt. Symptome reichen von blasser Haut, Müdigkeit oder Konzentrationsschwäche bis zu schweren Organschäden auf Grund einer toxischen Eisenanreicherung im Gewebe. Den Betroffenen können die Erkenntnisse der Wissenschaftler langfristig helfen: "Mit der nun bekannten ALAS-Struktur wird es möglich, die Ursachen dieser Anämie viel besser zu verstehen, die Symptome zu erklären und später die Therapie zu verbessern", so Arbeitsgruppenleiter Dr. Wolf-Dieter Schubert.

Möglich gemacht hat die Strukturanalyse der ALAS ein Trick der Evolution: An einem biologischen Mechanismus, der sich als erfolgreich erwiesen hat, hält das Leben über Milliarden von Jahren hinweg fest. So auch bei der Biosynthese von Häm: ALAS findet sich schon bei evolutionär sehr alten Bakterien, den so genannten Proteobakterien, die das "Produktionsverfahren" für die Farbstoffe, zu denen auch das Häm gehört, in der Frühzeit des Lebens vor 3,5 Milliarden Jahren entwickelt haben. Für Ihre Untersuchungen konnten die GBF-Wissenschaftler deshalb auf bakterielle ALAS zurückgreifen: Sie ähnelt dem menschlichen Enzym sehr stark - und ist so stabil, dass man es für die strukturanalytischen Untersuchungen aufbereiten kann.

Hinweis für die Medien:

Ausführliche Informationen bietet der Originalartikel: Isabel Astner, Jörg O. Schulze, Joop van den Heuvel, Dieter Jahn, Wolf-Dieter Schubert and Dirk W. Heinz: Crystal structure of 5-aminolevulinate synthase, the first enzyme of heme biosynthesis, and its link to XLSA in humans. The EMBO Journal (2005) 24, 18, 3166-3177

Ansprechpartner Hannes Schlender GBF - Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbh - Presse- und Öffentlichkeitsarbeit - Mascheroder Weg 1 D - 38124 Braunschweig Tel +49 (0) 531.6181-508 Fax +49 (0) 531.6181-511

Hannes Schlender | GBF
Weitere Informationen:
http://www.gbf.de
http://www.gbf.de/presse

Weitere Berichte zu: ALAS Enzym Gewebe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie