Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Wirkungsweise eines Naturgifts entschlüsselt

01.06.2006
Ein internationales Forscherteam mit ZMNH-Beteiligung macht erstmals sichtbar, wie Giftstoffe an Kalium-Kanäle binden und deren interne Struktur verändern.

Bisse und Stiche von Schlangen, Spinnen und Skorpionen sind oft tödlich. Dabei werden im Körper des Opfers Giftstoffe freigesetzt, die dann an Ionen-Kanäle in der Zellmembran binden. Was genau dabei passiert, haben jetzt Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen zusammen mit Kollegen des Instituts für Neurale Signalverarbeitung am Zentrum für Molekulare Neurobiologie Hamburg (ZMNH) und der Universität Marseille herausgefunden und in der renommierten Zeitschrift "Nature" veröffentlicht. Mit einer Kombination aus magnetischer Resonanzspektroskopie (Festkörper-NMR) und speziellen Protein-Syntheseverfahren konnten sie zeigen, dass sich sowohl die Struktur des Kalium-Kanals selbst als auch des Toxins ändert, wenn diese sich zu einem Komplex verbinden. Diese Befunde könnten helfen, wirksamere Medikamente gegen Bluthochdruck und andere Krankheiten zu entwickeln, die mit Fehlfunktionen von Kalium-Kanälen zusammenhängen.

Die Zellen unseres Körpers sind von Membranen umgeben, in die wiederum Ionen-Kanäle eingebettet sind. Hierbei handelt es sich um spezielle Proteine, die es ganz bestimmten Ionen erlauben, die Zellmembran zu durchqueren. Dadurch baut sich ein elektrochemisches Gefälle auf, so dass Signale von Nerven- oder Herzmuskelzellen weitergeleitet werden können. Wird eine solche Zelle erregt, ändert sich die Struktur ihrer Ionen-Kanäle: Diese bilden Poren, durch die Ionen passieren können. So gibt es beispielsweise Kalium-Kanäle, also Proteine, die nur für Kalium-Ionen durchlässig sind. Diese sind Angriffsziel für hochspezifische Toxine vieler giftiger Tiere. Diese Toxine interagieren mit den Kalium-Kanälen in den Zellen des Opfers, so dass elektrische Signale nicht mehr weitergeleitet werden, was oft zum Tode führt.

Solche Wechselwirkungen sind auf struktureller Ebene bisher nur unzureichend untersucht, obwohl man mithilfe der Röntgenkristallographie bereits große Fortschritte bei der Erforschung der Ionen-Kanäle erzielt hat. Deshalb haben sich die Wissenschaftler aus Göttingen, Hamburg und Marseille etwas einfallen lassen: Sie kombinierten neue Methoden der magnetischen Resonanzspektroskopie (Festkörper-NMR) mit bestimmten Protein-Syntheseverfahren und untersuchten am Beispiel des Gifts des nordafrikanischen Skorpions Androctonus mauretanicus mauretanicus, wie bakterielle Kalium-Kanäle mit einem Toxin auf atomarer Ebene in Wechselwirkung treten.

Die Forschungsergebnisse sind auch für die Entwicklung neuer spezifischer Kaliumkanalantagonisten, unter anderem als Immunsuppressiva, von großem Interesse.

Nach einer Pressemitteilung der Max-Planck-Gesellschaft, München

Dr. Marion Schafft | idw
Weitere Informationen:
http://www.uke.uni-hamburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer
22.08.2017 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Virus mit Eierschale
22.08.2017 | 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: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen