Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dem Geheimnis möglicher neuer Enzyme auf der Spur

02.06.2017

Heidelberger Chemiker erforschen die biologische Funktion von Patellamiden

Neue Erkenntnisse zur möglichen biologischen Funktion der Patellamide haben Wissenschaftler der Universität Heidelberg gewonnen: In Laboruntersuchungen konnten sie zeigen, dass dieser Naturstoff in Verbindung mit Kupfer(II) wichtige katalytische Aktivität entfaltet.


Foto: Annika Eisenschmidt

Für die Untersuchung der Stabilität der Kupfer(II)-Patellamid-Komplexe in Prochloron wurden die Blau-Grün-Algen zusammen mit ihrem Wirt Lissoclinum patella (im Bild der blass-blaue Organismus) aus dem Great Barrier Reef isoliert. Das Sammeln der Organismen gelang unter Anleitung von Dr. Geoffrey Nette in der Nähe der Insel Heron Island an der Ostküste Australiens in etwa ein bis drei Meterm Tiefe entlang des Reef Crest, der Riffkrone.

Um herauszufinden, ob diese Aktivität auch innerhalb der patellamid-produzierenden Organismen beobachtet werden kann, haben die Forscher um den Chemiker Prof. Dr. Peter Comba ein spezielles Untersuchungsverfahren entwickelt.

Damit ließen sich stabile Kupfer(II)-Patellamid-Komplexe in lebenden Zellen nachweisen – eine Voraussetzung dafür, dass diese Verbindung als Katalysator wirken kann. Möglicherweise handelt es sich dabei also um eine neue Art von Enzymen.

Patellamide wurden erstmals 1981 aus dem Organismus der Seescheide Lissoclinum patella isoliert. Heute weiß die Wissenschaft, dass sie nicht von der Seescheide selbst, sondern vielmehr von ihrem Symbionten, der Blau-Grün-Alge Prochloron, hergestellt werden.

Mit früheren Untersuchungen im Labor konnten die Heidelberger Forscher bereits nachweisen, dass Patellamide mit je zwei Kupfer(II)-Ionen einen Komplex bilden, der unter anderem als Katalysator für die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid fungiert.

Darauf aufbauend wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob die katalytische Aktivität der zweikernigen Kupfer(II)-Patellamid-Verbindungen tatsächlich auch in den Prochloron-Zellen selbst eine Rolle spielt – ob es sich dabei also um eine neue Art von Enzymen handeln könnte. Dr. Annika Eisenschmidt hat daher im Rahmen ihrer Doktorarbeit die Stabilität der Komplexe in der Blau-Grün-Alge untersucht.

Dazu schuf sie ein künstliches Patellamid mit einem sogenannten Fluoreszenz-Marker. Das so modifizierte Patellamid leuchtet. Sobald jedoch Kupfer(II) gebunden wird, erlischt die Fluoreszenz.

Weil Prochloron nur am Great Barrier Reef gesammelt werden kann und sich die Zellen lediglich eine Woche am Leben erhalten lassen, wurde die Untersuchungsmethode zunächst an einer verwandten Alge getestet. Anschließend erweiterten die Wissenschaftler die Experimente in Kooperation mit Kollegen in Australien.

So war es möglich, die Prochloron-Zellen vor Ort zusammen mit dem Wirt, der Seescheide Lissioclinum patella, zu isolieren. Anschließend konnten die künstlichen, fluoreszierenden Patellamide in die Zellen eingeschleust werden. Das Ergebnis: Wie vorher schon im Reagenzglas beobachtet, erlischt die Fluoreszenz bei Zugabe von Kupfer(II) zu diesen Zellen. Dies zeigt nach den Worten von Peter Comba, dass in den Prochloron-Zellen stabile Kupfer(II)-Patellamid-Komplexe gebildet werden.

In einem nächsten Schritt soll nun die genaue Struktur dieser Komplexe in lebenden Zellen ermittelt werden. „Falls es sich um zweikernige Verbindungen handelt, wie wir sie in unseren Laboruntersuchungen beobachtet haben, könnten sie tatsächlich wichtige Aufgaben als Enzyme besitzen“, betont der Chemiker.

Originalpublikation:
P. Comba, A. Eisenschmidt, L.R. Gahan, D.P. Herten, G. Nette, G. Schenk, and M. Seefeld: Is CuII coordinated to patellamides inside Prochloron cells? Chemistry – A European Journal (published online 24 March 2017), doi: 10.1002/chem.201700895

Kontakt:
Prof. Dr. Peter Comba
Anorganisch-Chemisches Institut
Telefon (06221) 54-8453
peter.comba@aci.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-heidelberg.de/comba-group

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Berichte zu: Alge Fluoreszenz Great Barrier Reef Katalysator Kohlenstoffdioxid Zellen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nesseltiere steuern Bakterien fern
21.09.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Die Immunabwehr gegen Pilzinfektionen ausrichten
21.09.2017 | 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: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften