Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

SUMO und der Sauerstoff-Stress

03.02.2006


SUMO ist an der Antwort von Körperzellen auf oxidativen Stress beteiligt: Göttinger Forscher beschreiben den molekularen Mechanismus im Wissenschaftsmagazin „Molecular Cell“

... mehr zu:
»Körperzelle »Protein »SUMO »Stress

Unsere Körperzellen sind in ständigem Stress. Nicht nur der normale Energieumsatz, auch Sonnen-licht, Chemotherapien oder Unterkühlung belasten die Zellen. Es entstehen dann schädliche Sauerstoff-Varianten, die den Stoffwechsel durcheinander bringen. Gelingt die Korrektur der Redox-Situation nicht, erleiden die Körperzellen Schaden. Ein dauerhaft veränderter Redox-Status in den Zellen wird bei Krankheiten wie Alzheimer, Arthritis, Krebserkrankungen und auch bei alten Menschen beobachtet.

Das kleine Eiweiß SUMO (Small Ubiquitin-related MOdifier) scheint Zellen zu helfen, auf Veränderungen der Redox-Situation zu reagieren. Wissenschaftler am Bereich Humanmedizin der Universität Göttingen beschreiben jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Molecular Cell“, wie SUMO oxidativen Stress in den Zellen wahrnimmt und anti-oxidierende Reaktionen der Zellen vermittelt (Bossis G, Melchior F, Mol Cell. 2006 Feb 3).


SUMO ist ein winziges Protein, das vorübergehend an andere Proteine angeheftet wird. Das Eiweiß wirkt wie ein Schalter in unseren Körperzellen. Die Anheftung von SUMO-Proteinen an größere Proteine verändert deren Aktivität, Stabilität oder Aufenthaltsort in der Zelle. Ohne SUMO sind unsere Zellen nicht lebensfähig. Auch andere Moleküle wie Phosphate oder Methyl-Reste werden vorübergehend an Proteine geheftet und steuern dadurch deren Aktivität.

SUMO ist jedoch eines der „Jüngsten“ unter den kleinen Regulatoren. Erst vor neun Jahren beschrieb Prof. Dr. Frauke Melchior mit ihren Kollegen im Labor des Scripps Research Institute in Kalifornien den „Small Ubiquitin-related MOdifier“. Dies war ein "Startschuss" für eine Vielzahl von Arbeiten weltweit, die zeigen, dass SUMO hunderte von Eiweißen in unseren Körperzellen reguliert. Die verschiedenen SUMO-Zielproteine sind beteiligt an zellulären Vorgängen wie der Transkription, intrazellulärem Transport, DNA-Reparatur, DNA-Replikation und Zell-Zell-Kommunikation.

Das Team um Frauke Melchior wusste bereits, dass „SUMOylierungen“ (das Anheften von SUMO) die Aktivität und den Aufenthaltsort vieler Proteine in der Zelle verändern. Wenn Stress-bedingt zuviel reaktiver Sauerstoff in den Zellen vorkommt, reagieren diese mit „DeSUMOylierung“ – dem Abspalten von SUMO-Proteinen von den Zielproteinen. Besonders solche Proteine werden sehr schnell deSUMOyliert, die eine zentrale Rolle bei der Antwort auf oxidativen Stress spielen. Hierzu gehören die Transkriptionsfaktoren c-Fos und c-Jun. Um zu klären, wie es zu der Sauerstoff-vermittelten DeSUMOylierung kommt, untersuchten Dr. Guillaume Bossis und Professorin Frauke Melchior die unmittelbare Reaktion der SUMOylierungs- Maschine auf die reaktive Sauerstoff-Variante Wasserstoff-Peroxid. Es zeigte sich, dass der reaktive Sauerstoff unmittelbar mit SUMO-anheftenden Enzymen reagiert und dadurch Anheftung von SUMO an seine Zielproteine verhindert. Diese Hemmung ist allerdings umkehrbar, so dass nach Beseitigung der reaktiven Sauerstoff-Spezies Zielproteine wieder SUMOyliert werden.

Nur wenige Proteine werden nach dem heutigen Kenntnisstand unmittelbar durch Wasserstoff-Peroxid reguliert. Zu dieser Gruppe gehören offenbar auch SUMO-anheftende Enzyme: Unter dem Einfluss von Wasserstoff-Peroxid bilden sich spezifische Disulfidbrücken zwischen zwei Enzymen, wodurch diese inaktivert werden. DeSUMOylierungen überwiegen dann vorübergehend gegenüber SUMOylierungen. Transkriptionsfaktoren wie c-Fos und c-Jun werden vorübergehend aktiviert und vermitteln in dieser Zeit die zelluläre Antwort auf den oxidativen Stress. Es ist möglich, dass die umkehrbare Hemmung der SUMOylierung parallel oder ergänzend zu der umkehrbaren Hemmung von Phosphatasen den Zellen erlaubt, Signale von außen in den Zellkern zu vermitteln, wo die Aktivität von Ziel-Genen gesteuert wird.

Weitere Informationen:
Universität Göttingen – Bereich Humanmedizin
Abt. Biochemie I
Prof. Dr. rer. nat. Frauke Melchior
Humboldtallee 23
37073 Göttingen
Tel. 0551/39 – 5961
Fax 0551/39 – 5960
E-Mail: F.Melchior@medizin.uni-goettingen.de

Stefan Weller | Uni Göttingen
Weitere Informationen:
http://www.uni-bc.gwdg.de/bio_1/bio_1.htm
http://www.humanmedizin-goettingen.de

Weitere Berichte zu: Körperzelle Protein SUMO Stress

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten
08.12.2016 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Herz-Bindegewebe unter Strom
08.12.2016 | Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen

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: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops