Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine schützende Kappe für die RNA von Bakterien

03.08.2016

Heidelberger Forscher entschlüsseln erstmals Struktur und Funktion eines bakteriellen Decapping-Enzyms

Die Funktionsweise eines sogenannten Decapping-Enzyms in Bakterien haben jetzt erstmals Wissenschaftler der Universität Heidelberg entschlüsselt: Dabei handelt es sich um einen molekularen Helfer, der eine schützende Kappe – oder auch „Cap“ – am Anfang der RNA entfernt.


Bild: Katharina Höfer/IPMB

Modell des Enzyms NudC (in grau und violett), das an die NAD-Kappe der bakteriellen Ribonukleinsäure bindet.

Durch das Decapping wird die Ribonukleinsäure destabilisiert, so dass ihr Abbau in der Zelle eingeleitet werden kann. Während diese Vorgänge für die Boten-RNA in Zellen höherer Organismen gut erforscht sind, wurde dieser Prozess von Prof. Dr. Andres Jäschke und seiner Arbeitsgruppe Bioorganische Chemie nun für bakterielle RNA beschrieben. Bislang ist die Wissenschaft davon ausgegangen, dass Bakterien diese Kappen-Struktur grundsätzlich nicht besitzen. Die Forschungsergebnisse wurden in „Nature Chemical Biology“ veröffentlicht.

Ribonukleinsäuren – in der englischen Abkürzung RNA – sind in Zellen vor allem dafür verantwortlich, dass sie als Boten- oder Gerüstmoleküle dienen, aber auch zentrale biochemische Reaktionen beschleunigen und Stoffwechselprozesse regulieren. In höheren Organismen, den Eukaryonten, trägt die Boten- oder Messenger-RNA (mRNA) an ihrem Anfang üblicherweise eine molekulare Kappe.

Diese chemische Modifizierung stabilisiert die Boten-RNA und schützt sie damit vor Abbau und Veränderung. Anders als bei Eukaryonten fehlt diese Kappen-Struktur bei der RNA von Bakterien – so die gängige wissenschaftliche Lehrmeinung. Das Forscherteam unter der Leitung von Prof. Jäschke hat jedoch 2015 entdeckt, dass bei bestimmten bakteriellen Ribonukleinsäuren eine Modifizierung existiert, die der Kappe auf der Boten-RNA bei Eukaryonten strukturell ähnelt.

Bei diesem „Cap“ handelt es sich um das Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD) – ein sogenanntes Coenzym, das im Stoffwechsel von Bedeutung ist. Kommt das NAD hingegen als Kappe der Ribonukleinsäure zum Einsatz, schützt es die RNA gegen Abbau und Modifizierung. Wird die NAD-Kappe entfernt, kann die Ribonukleinsäure dagegen abgebaut werden, um Stoffwechselprozesse einzuleiten.

Für den Vorgang des Decapping – die Abspaltung der NAD-Kappe – ist ein Enzym mit dem der Bezeichnung NudC verantwortlich, das von dem Team um Prof. Jäschke als Decapping-Enzym identifiziert worden ist. Die Heidelberger Wissenschaftler vom Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie haben nun NudC aus dem Bakterium Escherichia coli mit Hilfe hochaufgelöster Kristallstrukturen analysiert und auf diesem Weg die Funktionsweise dieses Enzyms entschlüsselt.

Die strukturellen Untersuchungen eröffnen ein neues Forschungsgebiet, wie Prof. Jäschke betont, da mögliche Interaktionspartner von NudC ebenso gesucht werden wie auch andere Decapping-Enzyme aus unterschiedlichen Bakterien. Die Wissenschaftler erhoffen sich von den aktuellen Erkenntnissen neue Impulse für die Identifikation unbekannter Kappen-Strukturen sowie deren Funktionsmechanismen in anderen Mikroorganismen.

Originalpublikation:
K. Höfer, S. Li, F. Abele, J. Frindert, J. Schlotthauer, J. Grawenhoff, J. Du, D.J. Patel and A. Jäschke: Structure and function of the bacterial decapping enzyme NudC. Nature Chemical Biology (published online 18 July 2016), doi: 10.1038/nchembio.2132

Kontakt:
Prof. Dr. Andres Jäschke
Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie
Telefon (06221) 54-4853
jaeschke@uni-hd.de

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

Weitere Informationen:

http://www.ipmb.uni-heidelberg.de/chemie/jaeschke/index.html

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark
25.07.2017 | Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg

nachricht Welcher Scotch ist es?
25.07.2017 | 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: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

IT-Experten entdecken Chancen für den Channel-Markt

25.07.2017 | Unternehmensmeldung

Erst hot dann Schrott! – Elektronik-Überhitzung effektiv vorbeugen

25.07.2017 | Seminare Workshops

Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark

25.07.2017 | Biowissenschaften Chemie