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 Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität
25.04.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Wehrhaft gegen aggressiven Sauerstoff - Metalloxid-Nickelschaum-Elektroden in der Wasseraufspaltung
25.04.2017 | Universität Ulm

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: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen