Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einblick in die Struktur eines Proteintransporthelfers

14.01.2014
Proteine sind die molekularen Baustoffe und Maschinen der Zelle und an praktisch allen Lebensprozessen beteiligt.

Um ihre Aufgaben korrekt ausführen zu können, werden viele Proteine nach ihrer Herstellung mit Anhängen wie Zuckerresten versehen. Dieser Prozess ist direkt an den Transport durch eine Membran gekoppelt.


Viele Proteinkomplexe sind an der Synthese von Eiweißen beteiligt. Durch das ER-Translokon (grün, blau und rot) wird das neu synthetisierte Protein über die Membran (grau) in das ER geschleust.

Grafik: Friedrich Förster / Copyright: MPI für Biochemie

Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut (MPI) für Biochemie ist es jetzt mit Hilfe verschiedener strukturbiologischer Methoden gelungen, einen Einblick in die Architektur des verantwortlichen Proteinkomplexes (ER-Translokon) zu gewinnen. Die Ergebnisse des Gemeinschaftsprojekts wurden jetzt in Nature Communications veröffentlicht.

Ein Protein herzustellen, ist für die Zelle ein hoch komplexer Prozess und beinhaltet viele einzelne Schritte. Je nachdem für welchen Zweck ein Protein gebraucht wird, gibt es verschiedene Orte der Proteinproduktion: das Zellinnere, auch Zellplasma genannt, oder das Endoplasmatische Retikulum (ER).

Das ER ist durch eine Membran von seiner Umgebung, dem Zellplasma, getrennt. Proteine, die am ER hergestellt werden, gelangen noch während der Synthese über diese Membran in das Innere des ERs und werden dabei durch das Anhängen von Zuckerresten verändert. Ohne diese Anhänge können sich Proteine nicht korrekt falten und so auch ihre Aufgaben in der Zelle nicht erfüllen.

Wissenschaftler der Forschungsgruppe „Modellierung von Proteinkomplexen“ konnten jetzt die Architektur des Proteinkomplexes beschreiben, der für den Transport und die Veränderung des neu produzierten Proteins verantwortlich ist: das ER-Translokon. „Es befindet sich in der Membran des ERs, was neben seiner Größe und komplexen Zusammensetzung bisherige strukturelle Untersuchungen erheblich erschwert hat“, beschreibt Friedrich Förster, Gruppenleiter am MPI für Biochemie, die Ausgangssituation. Die Strukturen vieler Untereinheiten sowie ihre Anordnung im Gesamtkomplex des ER-Translokons waren daher bisher unbekannt.

Erst durch die Verwendung der Kryo-Elektronentomographie konnten die Forscher einen ersten Einblick in die Architektur des ER-Translokons erhalten. Die Probe wird „schockgefroren“, sodass ihre natürliche Struktur erhalten bleibt. Dann nehmen die Wissenschaftler aus verschiedenen Blickwinkeln zweidimensionale Bilder des Objekts im Elektronenmikroskop auf, aus denen sie schließlich ein dreidimensionales Bild rekonstruieren. Weitere Untersuchungen machten es möglich, einzelne Untereinheiten in der Struktur zu identifizieren. Darunter ist auch die Untereinheit, die Zuckerreste an das neu produzierte Protein knüpft.

„Basierend auf dieser Methodik wollen wir jetzt versuchen, die Struktur und Lage weiterer Komponenten des ER-Translokons zu bestimmen“, so Förster. Kennen die Forscher die einzelnen Strukturen des ER-Translokons, können sie indirekt auf die genaue Funktionsweise und das Zusammenwirken aller Bestandteile rückschließen.

Originalveröffentlichung
Pfeffer, S., Dudek, J., Gogala, M., Schorr, S., Linxweiler, J., Lang, S., Becker, T., Beckmann, R., Zimmermann, R., Förster, F.: Structure of the mammalian oligosaccharyl-transferase complex in the native ER protein translocon. Nature Commun, January 10, 2014

Doi: 10.1038/ncomms4072 (2013).

Kontakt
Dr. Friedrich Förster
Modellierung von Proteinkomplexen
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Email: foerster@biochem.mpg.de
http://www.biochem.mpg.de/foerster
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/foerster
- Webseite der Forschungsgruppe "Modellierung von Proteinkomplexen" (Friedrich Förster)
http://www.biochem.mpg.de/3678792/072_foerster_er-translokon
- vollständige Pressemitteilung

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise