Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chaperone kontrollieren den Aufbau von Eiweißfabriken in der Zelle

01.07.2010
Mikrobiologen der Universität Konstanz um Elke Deuerling entdecken in Hefezellen eine neuartige Funktion von Chaperonen

Die Forschungsgruppe von Elke Deuerling, Professorin für Molekulare Mikrobiologie an der Universität Konstanz, entdeckte neue Funktionen der als „Chaperone“ bekannten Proteinfaltungshelfer. Die Konstanzer Wissenschaftler bewiesen, dass Chaperone nicht nur wie bislang angenommen für die korrekte Faltung von Proteinen zuständig sind, sondern auch für die Funktionalität der Ribosomen unerlässlich sind. Damit nehmen Chaperone eine bislang unbekannte Schlüsselstellung in zellulären Prozessen ein.

In allen Zellen sind sogenannte Chaperone als molekulare Faltungshelfer für die dreidimensionale Strukturgebung (Faltung) neu entstehender Proteine zuständig – erst wenn das jeweilige Protein seine korrekte räumliche Struktur erhalten hat, kann es in der Zelle seine oft lebenswichtigen Aufgaben erfüllen. Bestimmte Chaperone binden dafür direkt an die sogenannten Ribosomen, die zellulären Eiweißfabriken, die Proteine herstellen. Dadurch wird die wachsende Proteinkette so früh wie möglich in ihrer richtigen Faltung unterstützt.

Die Mikrobiologen um Professor Dr. Elke Deuerling veröffentlichten in der Wissenschaftszeitschrift „Journal of Cell Biology“ ihre Entdeckung, dass bestimmte Chaperone auch für die reibungslose Funktion der Ribosomen selbst unerlässlich sind: Sie helfen beim Zusammenbau der komplexen ribosomalen Untereinheiten. Wenn dieser Prozess gestört ist, gibt es weniger funktionstüchtige Ribosomen und viele Proteine können nicht wie benötigt hergestellt werden – für die Zelle eine enorme Belastung, unter der sie nur noch sehr langsam wachsen kann.

Mit molekularbiologischen Techniken verhinderten die Mikrobiologen in Hefezellen die Bildung zweier Chaperonsysteme namens SSB-RAC und NAC und untersuchten den Effekt auf das Wachstum der Zellen. Fehlten beide Chaperone, wuchsen die Zellen deutlich schlechter als unbehandelte Kontrollzellen. In den Mutantenzellen befanden sich Ansammlungen von zusammengelagerten ribosomalen Bausteinen, darunter ribosomale Proteine und weitere Proteine, die für den Zusammenbau von Ribosomen notwendig sind. Die Zahl der korrekt zusammengesetzten, funktionellen Ribosomen war deutlich niedriger als in unbehandelten Wildtypzellen.

Dieses Ergebnis zeigt, dass die beiden Chaperonsysteme nicht nur eine, sondern zwei zentrale Funktionen in der Zelle besitzen. Sie sorgen dafür, dass neu hergestellte Proteine sich richtig falten und dadurch erst richtig arbeiten können. Zudem kontrollieren sie auch, wie viele Proteinsynthesefabriken überhaupt in der Zelle vorhanden sind, um neue Proteine herzustellen. Damit nehmen sie eine Schlüsselstellung im zellulären Geschehen ein, denn sowohl die korrekte Faltung als auch die Menge der verschiedenen Proteine in einer Zelle sind für deren Funktionalität und Lebensfähigkeit entscheidend.

Für Elke Deuerling und ihr Team ergeben sich aus ihren Forschungsergebnissen neue Fragen. Zu klären ist, ob diese Chaperonsysteme auch den Alterungsprozess von Zellen beeinflussen. Außerdem untersuchen die Forscher, ob diese Chaperone auch solche Proteine kontrollieren, die bei Fehlfaltungen schwere Krankheiten auslösen können, wie etwa Parkinson oder Alzheimer. Im Vordergrund der Forschung steht dabei die Analyse der molekularen Grundlagen dieser Prozesse, um zu verstehen, wie diese Chaperone funktionieren. Die nähere Erforschung dieser Zusammenhänge wird Elke Deuerling in ihrer Forschungsinitiative an der Universität Konstanz im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder weiterführen.

Originalveröffentlichung: Koplin, A, Preissler, S, Ilina, Y, Koch, M, Scior, A, Erhardt, M, & Deuerling E: "A dual function for chaperones Ssb-RAC and the NAC nascent polypeptide-associated complex on ribosomes", in: Journal of Cell Biology (2010), Ausgabe 189; S. 57-68

Download unter: http://jcb.rupress.org/content/189/1/57.long

Kommentiert in:
Karbstein A: "Chaperoning ribosome assembly", in: Journal of Cell Biology (2010) Ausagabe 189, S. 11-12

Download unter: http://jcb.rupress.org/content/189/1/11.long

Heinrichs A: "Dual chaperone function", in: Nature Reviews Molecular Cell Biology (2010) Ausgabe 11, S. 312

Download unter: http://www.nature.com/nrm/journal/v11/n5/full/nrm2895.html

Kontakt:
Professor Dr. Elke Deuerling
Universität Konstanz
Molekulare Mikrobiologie
Universitätsstraße 10
78464 Konstanz
Telefon: 07531 / 88-2647
E-Mail: Elke.Deuerling@uni-konstanz.de

Julia Wandt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-konstanz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

nachricht Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

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: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics