Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Überraschung im Stammbaum von p53

25.07.2007
Das Tumorsuppressorprotein p53, das eine zentrale Bedeutung bei der Unterdrückung der Tumorentstehung hat, machte Erkenntnissen der Universität Frankfurt zu Folge im Laufe der Evolution strukturelle Wandlungen durch, die vermutlich zu einer Erweiterung seiner Funktion führten. Untersuchungen der Struktur-Funktionsbeziehungen eröffnen unter anderem völlig unerwartete Möglichkeiten, die Entstehung des Hay-Wells Syndroms aufzuklären, das mit einer erheblichen Schädigung der Haut verbunden ist.

Das Tumorsuppressorprotein p53 überwacht die genetische Stabilität einer Zelle und hat damit eine Schlüsselrolle bei der Unterdrückung von genetischen Abweichungen, die zu Krebs führen. In mehr als der Hälfte aller Tumoren sind Mutationen in diesem Protein nachweisbar und in den restlichen Tumoren ist p53 auf andere Weise ausgeschaltet, etwa durch die erhöhte Expression natürlicher Inhibitoren.

Aufgrund dieser zentralen Bedeutung für die Krebsbekämpfung ist das Tumorsuppressorprotein in den vergangenen Jahren intensiv untersucht worden. Dabei stellte sich heraus, dass es neben p53 noch die sehr ähnliche Geschwisterproteine p63 und p73 gibt, die allerdings wahrscheinlich keine Rolle bei der Unterdrückung von Tumoren spielen. Wissenschaftler der Universität haben nun entdeckt, dass p53 in Laufe der Evolution strukturelle Wandlungen durchgemacht hat, die vermutlich zu einer Erweiterung seiner Funktion führten.

Untersuchungen der Struktur-Funktionsbeziehungen eröffnen völlig unerwartete Möglichkeiten, die Entstehung des Hay-Wells Syndroms aufzuklären, das mit einer erheblichen Schädigung der Haut verbunden ist.

Als Modelsysteme untersucht die Gruppe von Prof. Dr. Volker Dötsch vom Institut für Biophysikalische Chemie Proteine der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) und des Fadenwurm (Caenorhabditis elegans). Diese niederen Organismen weisen p53-ähnliche Proteine auf, doch ihre kurze Lebenszeit stellt ihre Funktion als Tumorsuppressorproteine in Frage. In der Tat haben Untersuchungen ergeben, dass die jeweiligen Proteine hauptsächlich in den Keimbahnzellen (Eier und Spermien) der Fruchtfliege und des Fadenwurms vorhanden sind. Einen wichtigen Hinweis auf die evolutionäre Entwicklung des p53 geben die jetzt von Dötsch und seiner Gruppe mit Hilfe der kernmagnetischen Resonanzspektroskopie entdeckten strukturellen Unterschiede. So weisen die p53-ähnlichen Proteine bei C. elegans nicht die typische Bündelung aus vier gleichen Proteinen auf (Tetramerisierung), sondern sie sind zu Bündeln aus nur zwei Proteinen (Dimeren) zusammengefasst.

Eine weitere Überraschung: Die Struktur dieser dimeren Oligomerisierungsdomäne, durch die die beiden gleichen Proteinabschnitte miteinander verknüpft sind, wird durch eine enge strukturelle Verknüpfung mit einer weiteren Domäne, einer so genannten SAM-Domäne, stabilisiert. Interessanterweise existiert eine solche SAM-Domäne auch in dem menschlichen p63 Protein. Mutationen in der SAM Domäne von p63 führen in Menschen zum Hay-Wells Syndrom. Da die Funktionsweise der SAM Domäne in p63 nicht bekannt ist und damit gegenwärtig auch kein molekularer Mechanismus für das Entstehen des Hay-Wells Syndroms existiert, stellt die Entdeckung einer SAM Domäne in dem genetisch sehr gut charakterisierbaren Wurm C. elegans einen großen Fortschritt dar.

Der dimere Zustand des Proteins in C. elegans legt darüber hinaus auch einen möglichen Evolutionsweg dieser wichtigen Proteinfamilie offen. Ursprünglich dimere Formen des Proteins könnten sich demnach in höheren Organismen zu Tetrameren zusammengeschlossen haben. Interessanterweise scheint damit auch eine Funktionserweiterung dieser Proteinfamilie einhergegangen zu sein. Während das dimere Wurmprotein nur den programmierten Zelltod auslösen kann, kann das menschliche, tetramere p53 sowohl zum Zelltod als auch zu einer Unterbrechung des Zellzyklus führen. Möglicherweise ist diese zusätzliche Funktion in der Evolution erst durch die Tetramerisierung der p53 Vorläuferproteine erworben worden. Diese Erkenntnis könnte auch für das Verständnis der Funktionsweise des menschlichen p53 Proteins wichtig sein, da p53 in der Zelle vermutlich auch als Dimer vorliegen kann. Damit könnte der Oligomerisierungszustand von p53 eine Rolle bei der Entscheidung spielen, ob der programmierte Zelltod oder eine Unterbrechung des Zellzyklus ausgelöst wird.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Volker Dötsch, Institut für Biophysikalische Chemie, Max-von-Laue-Str. 9, 60438 Frankfurt am Main
Tel.: 0160-8094238
E-Mail: vdoetsch@ em.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/emboj/journal/vaop/ncurrent/full/7601764a.html

Weitere Berichte zu: Domäne Hay-Wells Protein Syndrom Tumorsuppressorprotein

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise