Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kein Eintritt ohne Proteinrecycling: RUB-Forscher entdecken neuen Zusammenhang bei Enzymtransport

23.01.2012
Journal of Biological Chemistry: Kopplung von In- und Export

Forscherinnen und Forscher der Ruhr-Universität Bochum um Prof. Dr. Ralf Erdmann (Medizinische Fakultät, Abteilung Systembiochemie) haben einen neuen Zusammenhang zwischen Import und Export von Proteinen der Peroxisomen entdeckt.


Modell des peroxisomalen Proteintransports: Der PTS2-Rezeptor erkennt bestimmte Proteine (P) in der Zellflüssigkeit und transportiert sie zur Oberfläche des Peroxisoms. Dabei binden sich die Proteine direkt an Pex7p (7), während Pex18p (18) den ersten Kontakt zur Membran herstellt. Entscheidend ist, dass Pex7p und sein Kargoprotein erst das Innere des Peroxisoms erreichen, wenn Pex18p mit dem Exportsignal Ubiquitin (Ub) durch die Export-Maschinerie (nicht gezeigt) modifiziert wurde. Ist die Modifikation erfolgt, wird das Kargoprotein über die Membran transportiert und Pex18p und Pex7p werden zurück in die Zellflüssigkeit befördert. Abbildung: Abteilung Systembiochemie der RUB

Im Journal of Biological Chemistry berichten sie, dass Enzyme erst in das Innere bestimmter Zellorganellen (Peroxisomen) gelangen, wenn sichergestellt ist, dass ihr Transportprotein (Rezeptor) recycelt wird. Bisher ging man davon aus, dass es sich um getrennte Vorgänge handelt.

Multifunktionswerkzeug Peroxisom

Peroxisomen verfügen über keine eigene DNA. Damit sie trotzdem ihre Aufgabe erfüllen können, sind alle notwendigen Proteine im Zellkern codiert und werden ins Peroxisom importiert. Die Bochumer Mediziner erforschen, wie genau dieser Vorgang abläuft. Insgesamt enthalten Peroxisomen über 50 verschiedene Enzyme, die z.B. Fettsäuren abbauen, Wasserstoffperoxid entsorgen oder auch Plasmalogene, den Hauptbestandteil der weißen Substanz im Gehirn, bilden. Sind sie in ihrer Funktion gestört, verursacht dies nicht nur schwere Stoffwechselstörungen, sondern kann bei Neugeborenen sogar zum Tod führen.

Exportsignal steuert Recycling

Dynamische Rezeptoren erkennen und eskortieren die für das Peroxisom bestimmten Enzyme zur Organelle und verbinden sich dort mit der Membran. Dann löst sich der Rezeptor-Enzym-Komplex auf und das Enzym gelangt in das Innere des Peroxisoms. Der Rezeptor wird aus der Membran heraus wieder in die Zellflüssigkeit transportiert und dort von neuem eingesetzt. Gesteuert wird dieses Recycling durch ein Exportsignal, das Proteinelement Ubiquitin, welches an den Rezeptor andockt.

Modifikation als Sicherheitsbarriere

Erdmanns Team untersuchte das PTS2-Rezeptor-Modul, das aus einer Zielsteuerungseinheit (Pex18p) und einer Enzym-Bindeeinheit (Pex7p) besteht. Hierbei stellten die Wissenschaftler fest, dass Ubiquitin Pex18p so modifiziert, dass es dem Rezeptor möglich ist in die Zellflüssigkeit zurückzukehren. Erst nach dieser Modifikation tritt die Enzym-Bindeeinheit in die Organelle ein und das transportierte Enzym gelangt in das Peroxisom. „Die enge Kopplung dieser beiden augenscheinlich entgegengesetzt wirkenden Schritte, eröffnet gänzlich neue Ansätze für die Frage, wie Proteine über Membranen transportiert werden“, so Erdmann.

Titelaufnahmen

A. Hensel, S. Beck, F. El Magraoui, H.W. Platta, W. Girzalsky, R. Erdmann (2011): Cysteine-dependent ubiquitination of Pex18p is linked to cargo translocation across the peroxisomal membrane, Journal of Biological Chemistry, doi: 10.1074/jbc.M111.286104

W. Schliebs, W. Girzalsky, R. Erdmann (2010): Peroxisomal protein import and ERAD: variations on a common theme, Nature Reviews Molecular Cell Biology, doi: 10.1038/nrm3008
Weitere Informationen

Prof. Dr. Ralf Erdmann, Abteilung Systembiochemie, Medizinische Fakultät der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel.: 0234/32-24943
Ralf.Erdmann@rub.de

Angeklickt

Systembiochemie an der RUB
http://www.ruhr-uni-bochum.de/physiolchem/system/

Frühere Presseinformation zum Thema
http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2011/pm00233.html.de

Redaktion: Marie-Astrid Reinartz

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/physiolchem/system/
http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2011/pm00233.html.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise