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 Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie