Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher der RUB und aus Taiwan entdecken Energielieferanten für Proteinsekretion

10.05.2012
Raus aus der Zelle

Journal of Biological Chemistry: Funktion von bakteriellem Transportsystem veröffentlicht

Um mit der Umwelt zu interagieren, scheiden Bakterien ein ganzes Arsenal von Proteinen aus. Wie eines der dafür verwendeten Transportsysteme – das Typ VI-Sekretionssystem – funktioniert, haben Forscher für den Einzeller Agrobacterium tumefaciens herausgefunden. Sie identifizierten die relevanten Transportproteine und ihren Energielieferanten.


Exportmechanismus: Um nach außen zu gelangen, muss Hcp zwei Zellmembranen überwinden. Das gelingt nur, wenn es einen Komplex mit den beiden Membranproteinen TssM (grau) und TssL (weiß) eingeht. Die Energie für den Export entsteht durch Interaktion von TssM mit dem Energiespeicher-Molekül ATP.
Abbildung: modifiziert nach Journal of Biological Chemistry

Mit Kollegen der Academia Sinica in Taiwan beschreibt RUB-Biologe Prof. Dr. Franz Narberhaus die Ergebnisse im Journal of Biological Chemistry. „Die beteiligten Proteine kommen auch in anderen Sekretionsapparaten vor“, erklärt Narberhaus vom Lehrstuhl für Biologie der Mikroorganismen. „Daher tragen die Ergebnisse zum allgemeinen Verständnis des Systems bei.“

Proteinarsenal für viele Zwecke

Bakterien nutzen die ausgeschiedenen Proteine, um Nährstoffe zugänglich zu machen, Konkurrenten abzuwehren und menschliche, tierische oder pflanzliche Wirtszellen zu infizieren. „Agrobacterium tumefaciens ist faszinierend. Es kann Pflanzen genetisch verändern und zur Tumorbildung anregen“, sagt Narberhaus. Fünf bakterielle Sekretionssysteme sind schon lange bekannt. Das Typ VI-System entdeckten Forscher erst vor wenigen Jahren. Es transportiert unter anderem das Protein Hcp durch zwei Membranen in die Umgebung – zu welchem Zweck ist bislang unklar. Fraglich war auch, wie der Export von Hcp angetrieben wird. Genau das hat das deutsch-taiwanische Team nun entschlüsselt.

Membranprotein TssM: Der Motor für den Proteinexport

Narberhaus zeigte mit seinen Kollegen, dass zwei Proteine in der Zellmembran der Bakterien für den Export von Hcp entscheidend sind, genannt TssL und TssM. Als Kraftstoff für den Transportvorgang dient das Molekül ATP, ein zellulärer Energiespeicher. Das Membranprotein TssM bindet den Energielieferanten ATP, ändert dadurch seine eigene Struktur und spaltet ATP. Die dabei frei werdende Energie ermöglicht es dem anderen Membranprotein TssL, seine Fracht (Hcp) zu binden, so dass ein Dreierkomplex aus TssM, TssL und Hcp entsteht. Nur wenn sich dieser Komplex bildet, gelangt Hcp aus der Bakterienzelle in die Umgebung.

Erfolgreiche Kooperation zwischen Bochum und Taiwan

„Große Membranproteine wie TssM sind schwer biochemisch zu untersuchen. Unsere Kollegen in Taiwan haben tolle Arbeit geleistet“, erläutert Prof. Narberhaus. „Es wird nun besonders interessant sein, die biologische Bedeutung des Systems zu erforschen.“ Die Analysen zur ATP-Spaltung, auch Hydrolyse genannt, etablierte Doktorandin Lay-Sun Ma im Labor von Prof. Narberhaus während eines Forschungsaufenthaltes. „Aufgrund der Beteiligung am SFB 642 ‚GTP- und ATP-abhängige Membranprozesse‘ herrschen bei uns ideale Voraussetzungen für Arbeiten mit ATP-abhängigen Proteinen“, erklärt der RUB-Biologe. Zum zweiten Mal förderte der DAAD die Kooperation zwischen den Laboren von Franz Narberhaus und Erh-Min Lai. Die erfolgreiche Zusammenarbeit soll auch in Zukunft fortbestehen. „Unsere Kooperation wird sicher noch über viele Jahre anhalten“, ist der Bochumer Forscher überzeugt. Der nächste Doktorandenaustausch ist bereits für den Herbst geplant.

Titelaufnahme

L.-S. Ma, F. Narberhaus, E.-M. Lai (2012): IcmF family protein TssM exhibits ATPase activity and energizes type VI secretion, Journal of Biological Chemistry, doi: 10.1074/jbc.M111.301630

Weitere Informationen

Prof. Dr. Franz Narberhaus, Lehrstuhl für Biologie der Mikroorganismen, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-23100

franz.narberhaus@rub.de

Angeklickt

Mikrobiologie an der RUB
http://www.ruhr-uni-bochum.de/mikrobiologie/
Redaktion: Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/mikrobiologie/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten
08.12.2016 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Herz-Bindegewebe unter Strom
08.12.2016 | Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen

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: 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...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen 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

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops