Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kleines Molekül hilft, ungeahnten Schalter in der zellulären Signaltransduktion zu erkennen

06.12.2013
Neue Erkenntnisse von WissenschafterInnen aus dem Department für Pharmakognosie der Universität Wien und dem Institut für Medizinische und Pharmazeutische Chemie der Universität Jena zeigen, wie hilfreich Naturstoffe oder deren Derivate sein können, um biologische Prozesse und Zusammenhänge besser zu verstehen. Aktuell erscheint dazu eine Studie im Fachjournal "The Journal of Biological Chemistry".

Ein Team um Verena Dirsch, Leiterin des Departments für Pharmakognosie an der Universität Wien, ist seit langem auf der Suche nach Naturstoffen, die der Verengung von Blutgefäßen, z.B. bei Arteriosklerose, entgegen wirken können. Dabei fanden die WissenschafterInnen heraus, dass ein Derivat von Indirubin, dem roten Strukturverwandten des blauen Indigos, das ungewollte Wachstum von glatten Gefäßmuskelzellen effizient unterbindet.


Strukturformel von Indirubin-3‘-monoxim.
Universität Wien

Indirubin-3‘-monoxim (I3MO), so der Name des Stoffes, verhindert die Zellteilung von glatten Gefäßmuskelzellen sowohl im Zellkulturgefäß als auch im Tiermodell und stoppte somit die Gefäßverengung. Dabei hemmte I3MO selektiv die Aktivität eines Proteins, nämlich die des Transkriptionsfaktors STAT3 (signal transducer and activator of transcription 3), die nötig ist, damit sich glatte Gefäßmuskelzellen teilen können.

Die jüngste Studie sollte nun klären, wie diese selektive Hemmung von STAT3 durch I3MO auf molekularer Ebene von statten geht. Zusammen mit KollegInnen in Wien und der Universität Jena zeigten Tina Blaževiæ und Projektleiterin Elke Heiss, dass reaktive Sauerstoffspezies und 12/15-Lipoxygenase dabei eine wichtige Rolle spielen.

Lipoxygenasen sind Enzyme, d.h. katalytisch aktive Eiweißmoleküle, die spezifisch ein Sauerstoffatom an bestimmte Positionen in Fettsäuren einfügen. So katalysiert die 12/15-Lipoxygenase eine Oxygenierung am 12. oder 15. Kohlenstoff-Atom einer ungesättigten Fettsäure (Arachidonsäure). In einer Reihe von Experimenten beobachteten die ForscherInnen, dass die Aktivität von 12/15-Lipoxygenase und der Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies in mit Wachstumsfaktor aktivierten Gefäßmuskelzellen ansteigen. Es zeigte sich, dass I3MO dies signifikant unterbindet, und dass sowohl direkte Hemmer als auch genetische Reduktion der 12/15- Lipoxygenase selektiv STAT3- Aktivierung hemmen können.

"Das legt den Schluss nahe, dass die Aktivierung von 12/15-Lipoxygenase essentiell ist, um das Signal, das der Wachstumsfaktor an die glatten Muskelzellen sendet, auf das redox-sensitive STAT3 weiterzuleiten und letzten Endes die Zellteilung zu initiieren", erklärt Elke Heiss: "Ohne I3MO, seine selektive Wirkung auf STAT3 und unseren Ehrgeiz, den detaillierten molekularen Mechanismus aufzuklären, hätten wir die 12/15-Lipoxygenasen ganz bestimmt nicht so schnell als wichtigen Schalter in der Signaltransduktion vom Wachstumsfaktor zur STAT3-Aktivierung identifiziert".

Bisher galt nämlich eine andere Enzymklasse, die der NADPH-Oxidasen, als Hauptvermittler von redox-abhängigen Wachstumsfaktorsignalen. "Unsere Arbeit unterstreicht das große Potential von Naturstoffen und deren Derivaten für die chemische Biologie, also das bessere Verständnis biologischer Prozesse mittels Manipulation durch niedermolekulare synthetische oder eben natürliche Stoffe", so Elke Heiss abschließend.

Publikation in "The Journal of Biological Chemistry":
Tina Blaževiæ, Andrea V. Schwaiberger, Cornelia E. Schreiner, Daniel Schachner, Christoph S. Grojer, Anja M. Schaible, Atanas G. Atanasov, Oliver Werz, Verena M. Dirsch, Elke H. Heiss: 12/15-Lipoxygenase Contributes to Platelet-derived Growth Factor-induced Activation of Signal Transducer and Activator of Transcription 3. Vol. 288, pp: 35592-35603 (2013).

Doi: ARTICLE #10.1074/jbc.M113.489013

Wissenschaftlicher Kontakt
Dr. Elke Heiss
Department für Pharmakognosie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14
T +43-1-4277-559 93
elke.heiss@univie.ac.at
Rückfragehinweis
Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Alexandra Frey | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistente Erreger in Haushaltsgeräten
16.02.2018 | Hochschule Rhein-Waal

nachricht Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt
16.02.2018 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

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: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics