Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fünf Nadeln im Heuhaufen: Wissenschaftler entdecken Signale für den gezielten Proteinabbau

15.04.2016

Alles Leben ist abhängig von Proteinen, die in den Zellen nach dem Bauplan der Gene zusammengesetzt werden. Während viele Forscherinnen und Forscher untersuchen, wie die Menge und die Aktivität von Proteinen reguliert werden, ist bislang weniger gut bekannt, welche Signale zu einem gezielten Abbau bestimmter Proteine führen

Ein Forschungsteam um den Freiburger Biologen Prof. Dr. Ralf Reski hat nun Substrate und Interaktionspartner gefunden, die im Moos Physcomitrella patens den Proteinabbau nach der so genannten N-end Rule ermöglichen. Diese beschreibt den Einfluss, den eine bestimmte Aminosäure, die sich am Anfang eines Proteins befindet, auf dessen Abbaugeschwindigkeit hat. Das Team hat die Studie in der Fachzeitschrift „Molecular and Cellular Proteomics“ veröffentlicht.


Moospflanzen von Physcomitrella patens in einer Petrischale.

Foto: Sigrid Gombert

Aus früheren Forschungsarbeiten war bekannt, dass ein Enzym namens ATE die Aminosäure Arginin an Proteine heftet und diese daraufhin von den Proteasomen – aus unterschiedlichen Proteinen zusammengesetzte Komplexe – abgebaut werden.

„In Menschen, Mäusen und Fliegen ist die Funktion von ATE essenziell. Ohne dieses Enzym sterben die Embryonen“, sagt Reski. Sein Team hatte schon zuvor gezeigt, dass Physcomitrella patens widerstandsfähiger ist: Bei dem Moos beeinflusst der Verlust der ATE-Funktion zwar die Entwicklung und die Fähigkeit, Energie zu speichern, führt aber nicht zum Tod der Pflanze. Obwohl die N-end Rule schon im Jahr 1986 entdeckt worden war, blieb bislang unklar, welche Proteine in Pflanzen von ATE markiert werden.

Für die neue Studie hat das Team der Professur für Pflanzenbiotechnologie der Universität Freiburg mit Prof. Dr. Andreas Schlosser und seiner Gruppe vom Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg zusammengearbeitet.

Gemeinsam haben sie neuartige Methoden der Immunpräzipitation und der Massenspektrometrie entwickelt, mit denen die Forscherinnen und Forscher fünf Nadeln im Heuhaufen gefunden haben: Nach der Analyse von mehr als 30.000 Proteinspektren haben sie vier Proteine identifiziert, die von ATE mit Arginin markiert werden. Zudem haben sie ein kleines Hitzeschockprotein nachgewiesen, das möglicherweise als so genanntes Chaperon die ATE-Funktion unterstützt.

„Unsere Ergebnisse bieten neue Einsichten in die Mechanismen des gezielten Proteinabbaus in Pflanzen“, sagt Reski. „Sie könnten zudem dabei helfen, die Produktion menschlicher Proteine in Moos zu steigern, indem deren Abbau verhindert wird.“ Kürzlich hat das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte BfArM das erste in Moos hergestellte menschliche Protein offiziell zu klinischen Studien zugelassen.

Die Freiburger Biologinnen und Biologen sind auf die Moosforschung spezialisiert und haben dazu beigetragen, Physcomitrella patens zum weltweit genutzten Modellorganismus für Biologie und Biotechnologie zu entwickeln. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), der Exzellenzcluster BIOSS Centre for Biological Signalling Studies und das Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS) der Albert-Ludwigs-Universität haben die Forschung unterstützt.

Ralf Reski ist Inhaber der Professur für Pflanzenbiotechnologie an der Albert-Ludwigs-Universität. Der Biologe ist Mitglied von BIOSS und war Senior Fellow am FRIAS sowie am französischen Pendant USIAS, dem Institute for Advanced Study der Université de Strasbourg.

Originalpublikation:
Sebastian N.W. Hoernstein, Stefanie J. Mueller, Kathrin Fiedler, Marc Schuelke, Jens T. Vanselow, Christian Schüssele, Daniel Lang, Roland Nitschke, Gabor L. Igloi, Andreas Schlosser, Ralf Reski (2016): Identification of targets and interaction partners of arginyl-tRNA protein transferase in the moss Physcomitrella patens. Molecular and Cellular Proteomics, DOI: 10.1074/mcp.M115.057190.

Kontakt:
Prof. Dr. Ralf Reski
Pflanzenbiotechnologie
Fakultät für Biologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-6968
E-Mail: pbt@biologie.uni-freiburg.de
Homepage: http://www.plant-biotech.net

Weitere Informationen:

https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2016/pm.2016-04-14.52

Rudolf-Werner Dreier | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Darmflora beeinflusst das Altern
21.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften 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: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten