Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blockade in der zellulären Müllabfuhr

21.06.2013
Proteine können ihre komplexen Aufgaben in der Zelle nur erfüllen, wenn sie eine jeweils spezifische dreidimensionale Struktur einnehmen.

Weil fehlgefaltete Proteine häufig toxisch sind, werden sie sofort umgefaltet oder abgebaut. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts (MPI) für Biochemie in Martinsried bei München haben nun in Hefe gezeigt, dass bestimmte Proteinablagerungen einen wichtigen Abbauweg für defekte Proteine blockieren - und so das fragile molekulare Gleichgewicht in der Zelle stören. Die Ergebnisse der Studie wurden jetzt in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht.


Anhäufungen von PolyQ-Proteinen (rot) verhindern den Abbau von fehlgefalteten Proteinen (grün) und sammeln sich in Einschlüssen im Zellinneren an. Der Zellkern ist in blau angefärbt.


Bild: Sae-Hun Park, Copyright: MPI für Biochemie.

Proteinablagerungen in Zellen können schwere Leiden wie die Huntington-Krankheit verursachen. Die massiven Bewegungsstörungen, die bei dieser Krankheit auftreten, werden vermutlich durch Ablagerungen von bestimmten Proteinen, den polyQ-Proteinen hervorgerufen. Wissenschaftler der Forschungsabteilung „Zelluläre Biochemie" um F.-Ulrich Hartl konnten jetzt zeigen, wie diese Proteinablagerungen, auch Plaques genannt, das zelluläre Gleichgewicht empfindlich stören.

Zellen in der Balance

Die Gesamtheit aller zellulären Proteine bildet das Proteom, dessen Zusammensetzung über ein fein austariertes Gleichgewicht von Proteinherstellung und –abbau bestimmt wird. Dieser Prozess wird auf mehreren Ebenen reguliert. Zentrale Helfer sind hier die molekularen „Chaperone“, die Proteine bei der richtigen Faltung unterstützen oder aber bei irreparablen Fehlfaltungen dem Abbau zuführen. Dieses Vorgehen soll unter anderem die Bildung von Proteinplaques verhindern. Dem Team um Hartl gelang jetzt der Nachweis, dass polyQ-Ablagerungen in Hefe vor allem auf das Chaperon Sis1p wirken.

Dieses Molekül fungiert als zelluläres Shuttle: Es transportiert fehlgefaltete Proteine aus dem Zytosol in den Zellkern, wo sie abgebaut werden. Die schädlichen PolyQ-Plaques unterbinden diesen Prozess, indem sie Sis1p abfangen. „Dadurch häufen sich fehlgefaltete Proteine in der Zelle an, was zur Toxizität der PolyQ-Aggregate beitragen könnte“, sagt Sae-Hun Park, Wissenschaftler am MPI für Biochemie und Erstautor der Studie.

Möglicherweise laufen ähnliche Prozesse bei polyQ-Erkrankungen im Menschen ab. Denn auch in Säugerzellen werden fehlgefaltete Proteine aus dem Zytosol in den Kern transportiert. Hier spielt das Chaperon DnajB1 eine ähnliche Rolle wie Sis1p in Hefe. Das Team um Hartl geht nun sogar - entgegen herrschender Meinung - davon aus, dass dieser Abbauweg die wichtigste Art der Entsorgung fehlgefalteter Proteine aus dem Zellinneren ist. Weiterführende Studien sollen nun zeigen, ob und inwieweit diese fundamentalen Prozesse bei krankmachenden Proteinplaques eine Rolle spielen.

Originalpublikation:
Sae-Hun Park, Yury Kukushkin, Rajat Gupta, Taotao Chen, AyanoKonagai, Mark S. Hipp, Manajit Hayer-Hartl, F.Ulrich Hartl: PolyQ Proteins Interfere with Nuclear Degradation of Cytosolic Proteins by Sequestering the Sis1p Chaperone, Cell, June 20, 2013.
DOI: 10.1016/j.cell.2013.06.003

Kontakt:
Prof. Dr. F.-Ulrich Hartl
Zelluläre Biochemie
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
E-Mail: uhartl@biochem.mpg.de
www.biochem.mpg.de/hartl

Anja Konschak
Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Tel.: +49 89 8578-2824
E-Mail: konschak@biochem.mpg.de
Weitere Informationen:
http://www.biochem.mpg.de/news/pressroom/index.html
- Pressemitteilungen des MPI für Biochemie
http://www.biochem.mpg.de/hartl
- Forschungsabteilung "Zelluläre Biochemie" (F.-Ulrich Hartl)

Anja Konschak | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.biochem.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen
22.06.2017 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

nachricht Im Mikrokosmos wird es bunt: 124 Farben dank RGB-Technologie
22.06.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt

22.06.2017 | Physik Astronomie

Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Spinflüssigkeiten – zurück zu den Anfängen

22.06.2017 | Physik Astronomie