Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auch Körperzellen sparen Energie

20.02.2009
Forscher entdecken biologischen Standby-Modus beim Proteinabbau

Grundlagenforscher der Charité - Universitätsmedizin Berlin konnten jetzt erstmals zeigen, wie der Abbau von Proteinen in der menschlichen Zelle genau funktioniert. In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature Structural & Molecular Biology"* beschreiben sie, auf welche Weise es ihnen gelungen ist, bisherige Annahmen zu widerlegen.

Proteine, umgangssprachlich auch Eiweiße genannt, sind die Grundbausteine aller Zellen. In jeder Zelle existieren zwei verschiedene Orte des Proteinabbaus, einer davon ist das Proteasom. Dessen Aufgabe besteht darin, unter Verbrauch von Energie speziell markierte Proteine in der Zelle effizient zu zerkleinern. Bisher ist man von der Annahme ausgegangen, dass das Proteasom selbst dann voll aktiv ist und damit viel Energie benötigt, wenn es gerade kein Protein zerkleinert.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Peter-Michael Kloetzel, Direktor des Instituts für Biochemie am Campus Charité Mitte, konnte zeigen, dass es beim Proteasom auch einen "Energiespar-Modus" gibt. "Es ist zwar tatsächlich ständig in Bereitschaft, aber erst dann, wenn das Proteasom mit einem zum Abbau markierten Protein in Kontakt kommt, wird es richtig angeschaltet", erklärt Prof. Kloetzel. Durch diese biologische Standby-Funktion vermeidet die Zelle unnötigen Energieverbrauch.

Nachweisen konnten die Forscher diese Standby-Funktion im Reagenzglas. Sie versahen ein künstlich hergestelltes Protein mit einem Abbaumarker und legten dieses Protein anschließend in eine Nährstofflösung mit Proteasomen, sozusagen eine künstlich hergestellte Zellflüssigkeit. Ergebnis: Die Proteasome wurden schlagartig aktiver, wenn sie auf das markierte Protein trafen. "Die Erforschung des energiesparenden Proteinabbaus ist ein wichtiger Schritt für das Verständnis des Stoffwechsels in der Zelle", sagt Prof. Kloetzel.

Der Aktivitätszustand des Proteasoms und damit dessen Fähigkeit, Proteine spezifisch abzubauen, ist zudem von großer Bedeutung für die korrekte Funktion der Zelle und somit direkt und indirekt an der Entstehung von Erkrankungen des Immunsystems sowie von Krebs und Parkinson beteiligt. Wie sich eine verlangsamte Aktivität des Proteasoms, beispielsweise im Alter, auf diese Krankheitsbilder auswirkt, wird derzeit in weiteren Studien erforscht.

*Kloetzel et. al.: Polyubiquitin substrates allosterically activate their own degradation by the 26S proteasome. In: Nature Structural & Molecular Biology, Volume 16(2), February 2009, 219-225.

Kontakt:
Prof. Peter-Michael Kloetzel
p-m.kloetzel@charite.de
Direktor des Instituts für Biochemie
CharitéCentrum 2 - Grundlagenmedizin
Charité Campus Mitte
t: +49 30 450 528 071

Kerstin Endele | idw
Weitere Informationen:
http://www.charite.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

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: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

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

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

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