Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hammer-Protein bei der Arbeit zugeschaut

04.04.2017

Ribosomen übersetzen die genetische Information in Proteine (Translation). Die molekulare Maschine besteht aus zwei Untereinheiten, die gespalten und wiederverwendet werden, um eine neue Runde der Proteinsynthese einzuleiten. Dabei spielt das als „eiserner Hammer“ bekannte Protein ABCE1 eine wichtige Rolle. Forscher der Goethe-Universität haben den Prozess jetzt zusammen mit Kollegen des Genzentrums der LMU München im Detail aufgeklärt. Dabei zeigten sie, wie ABCE1 die Spaltung des Ribosoms katalysiert und die nächste Translationsrunde einleitet.

Die Gruppen von Prof. Robert Tampé vom Institut für Biochemie der Goethe-Universität und von Prof. Roland Beckmann am Genzentrum in München klärten die Struktur von ABCE1 an der kleinen ribosomalen Untereinheit mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie auf.


Struktur des Ribosoms nach der Spaltung mit gebundenem Motorprotein ABCE1 (hellrot). Der rotierende Hammerkopf ist rot gefärbt.

Copyright: Arbeitsgruppe Tampé, Goethe-Universität

Der strukturell hochaufgelöste Komplex ist sozusagen der Punkt am Satzende der Übersetzung und wird als Post-Spaltungskomplex bezeichnet. Zu ihrer Überraschung erkannten die Forscher, dass ein bestimmter Bereich von ABCE1 (die Eisen-Schwefel-Cluster Domäne) wie ein Hammerkopf geformt ist, der sich bei seiner Arbeit um 180-Grad dreht. Hierbei werden die beiden ribosomalen Einheiten auseinandergetrieben und deren Re-Assoziation verhindert. Dieser Prozess wird durch ATP, den Energieträger der Zelle, angetrieben.

Die in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Structural and Molecular Biology“ publizierte Struktur zeigt den molekularen Motor ABCE1 in einer asymmetrischen Konformation. Dies erlaubt Rückschlüsse auf den fundamentalen Mechanismus der Protein-Biosynthese. Beim Menschen sind viele medizinisch relevante Prozesse, die Moleküle durch die Zellmembran transportieren, mit diesen asymmetrisch aufgebauten Motoren gekoppelt.

Weiterhin fanden die Forscher heraus, wie ABCE1 eine neue Runde der Translation einleitet. Lange war bekannt, dass ABCE1 mit so genannten Initiationsfaktoren wechselwirkt, welche die Protein-Biosynthese in Gang setzen. Jetzt konnten sie erstmals die Co-Assoziation mit spezifischen Komponenten des Initiationskomplexes aufzeigen.

Daraus ergibt sich für die weitere Forschung die Frage, wie ABCE1 mit der Rekrutierung von Initiationsfaktoren gekoppelt ist. Das erscheint durchaus wahrscheinlich, denn die Forscher haben mithilfe genetischer Ansätze herausgefunden: Wenn sie die Wechselwirkung von ABCE1 mit dem Ribosom nur geringfügig verändern, kann dies zu drastischen physiologischen Effekten führen.

„Gemeinsam konnten wir ein fehlendes Bindeglied in der Protein-Biosynthese, von einem Zyklus zum nächsten aufklären. Die Arbeit schließt den essentiellen Kreislauf des Lebens für die Homöostase, Differenzierung und Entwicklung von Zellen und Organismen“, fasst Robert Tampé die Bedeutung der Arbeit zusammen.

Publikation:
André Heuer, Milan Gerovac, Christian Schmidt, Simon Trowitzsch, Anne Preis, Peter Kötter, Otto Berninghausen, Thomas Becker, Roland Beckmann & Robert Tampé (2017): Structure of the 40S-ABCE1 post-splitting complex in ribosome recycling and translation initiation. Nature Structure and Molecular Biology, doi:10.1038/nsmb.3396

Information: Prof. Robert Tampé, Institut für Biochemie, Fachbereich 14, Campus Riedberg, Telefon: (069) 798-29475, tampe@em.uni-frankfurt.de


Informationen: Prof. Robert Tampé, Institut für Biochemie, Fachbereich , Goethe Universität Frankfurt, Telefon: (069) 798-29475, tampe@em.uni-frankfurt.de
Aktuelle Nachrichten aus Wissenschaft, Lehre und Gesellschaft in GOETHE-UNI online:

www.aktuelles.uni-frankfurt.de

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 mit privaten Mitteln überwiegend jüdischer Stifter gegründet, hat sie seitdem Pionierleistungen erbracht auf den Feldern der Sozial-, Gesellschafts- und Wirtschaftswissenschaften, Medizin, Quantenphysik, Hirnforschung und Arbeitsrecht. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein hohes Maß an Selbstverantwortung. Heute ist sie eine der zehn drittmittelstärksten und drei größten Universitäten Deutschlands mit drei Exzellenzclustern in Medizin, Lebenswissenschaften sowie Geistes- und Sozialwissenschaften. Zusammen mit der Technischen Universität Darmstadt und der Universität Mainz ist sie Partner der länderübergreifenden strategischen Universitätsallianz Rhein-Main. Internet: www.uni-frankfurt.de

Herausgeberin: Die Präsidentin der Goethe-Universität Redaktion: Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation, Abteilung PR & Kommunikation, Theodor-W.-Adorno-Platz 1, 60323 Frankfurt am Main, Tel: (069) 798-13035, Fax: (069) 798-763 12531, kaltenborn@pvw.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie