Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kommunikation in der Zelle: wichtiger Teilschritt der Signalübermittlung aufgeklärt

28.05.2018

Die Wirksamkeit neuer Arzneistoffe hängt entscheidend vom grundlegenden Verständnis der komplexen Prozesse einer Körperzelle ab. Wissenschaftler der kalifornischen Stanford University und der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben einen wichtigen molekularen Schritt der zellulären Signalweitergabe entschlüsselt und im Fachjournal Nature* veröffentlicht. Ihre Erkenntnisse können dazu beitragen, spezifische Wirkstoffe gegen verschiedene Krankheiten zu entwickeln, zum Beispiel gegen Asthma und Bluthochdruck.

Signale werden innerhalb des Körpers oft mit Hilfe von Botenstoffen übermittelt. Diese Moleküle binden an spezifische Andockstellen auf der Oberfläche der Zielzelle und lösen eine Reihe von Folgereaktionen im Inneren der Zelle aus. Die größte Familie von Andockstellen sind die sogenannten G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR).


Molekülstruktur von Arrestin (lila und türkis), gebunden an einen GPCR (rot) in der Zellmembran (horizontale schwarze Linien). Die veröffentlichte Studie untersuchte, wie der „Kern“ und der „Schwanz“ des Rezeptors Veränderungen in der molekularen Struktur von Arrestin auslösen und damit die Bindung von Arrestin an den Rezeptor stimulieren.

Copyright: Naomi Latorraca und Ron Dror/Stanford University

Diese GPCRs sind nicht nur an der Verarbeitung von Sinnesreizen beteiligt, sie sind auch ein wichtiges Ziel für die medikamentöse Behandlung von Krankheiten wie Asthma, Schizophrenie, Bluthochdruck und Krebs. 30 bis 40 Prozent aller derzeit verschriebenen Medikamente gegen diese Erkrankungen zielen auf die GPCRs ab.

Die Funktionsweise der GPCRs in der Zelle hängt davon ab, wie die Rezeptoren mit verschiedenen Proteinen in der Zelle wechselwirken. Eines dieser Proteine ist das Arrestin. Es steuert, welche Signalwege durch verschiedene Rezeptoren und ihre verschiedenen Bindungspartner aktiviert werden.

Das Ziel der Studie war es, den molekularen Mechanismus der Aktivierung des GPCR-Arrestin-Komplexes aufzuklären. Hierzu wurde mit Hilfe von Computersimulationen und Fluoreszenzspektroskopie die Veränderungen in der molekularen Struktur des an den Rezeptor gebundenen Arrestins überwacht.

Die Ergebnisse erlauben erstmals einen detaillierten Einblick in die molekularen Interaktionen von GPCR und Arrestin während der Signalweitergabe in der Zelle. Dr. Martha Sommer vom Institut für Medizinische Physik und Biophysik der Charité über die Bedeutung ihrer Forschung für die Grundlagenmedizin:

„Je besser wir verstehen, wie diese Rezeptoren mit den Bindungspartnern im Inneren der Zelle interagieren, desto besser sind wir in der Lage, Medikamente zu entwickeln, die eine gewünschte therapeutische Wirkung haben, aber unerwünschte und schädliche Nebenwirkungen vermeiden.“

Nachfolgende Studien sollen den Blick auf die Vorgänge zwischen GPCR und Arrestin weiter schärfen, um die Entwicklung von Arzneimitteln zu ermöglichen, die spezifisch auf diesen Signalweg einwirken.

Publikation:
* Latorraca NR, et al. Molecular mechanism of GPCR-mediated arrestin activation. Nature. 2018 May 2. DOI: 10.1038/s41586-018-0077-3.

Kooperation und Förderung:
Die Studie ist eine Kooperation zwischen der Charité und Prof. Dr. Ron Dror von der Stanford University in Kalifornien, USA. Die AG Arrestin der Charité wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert, im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 740 „Von Molekülen zu Modulen: Organisation und Dynamik zellulärer Funktionseinheiten“.

Bildunterschrift:
Molekülstruktur von Arrestin (lila und türkis), gebunden an einen GPCR (rot) in der Zellmembran (horizontale schwarze Linien). Die veröffentlichte Studie untersuchte, wie der „Kern“ und der „Schwanz“ des Rezeptors Veränderungen in der molekularen Struktur von Arrestin auslösen und damit die Bindung von Arrestin an den Rezeptor stimulieren. Copyright: Naomi Latorraca und Ron Dror/Stanford University.

Kontakt:
Dr. Martha Sommer
Institut für Medizinische Physik und Biophysik
Charité – Universitätsmedizin Berlin
t: +49 30 450 524 200
E-Mail: martha.sommer@charite.de

Links:
- Institut für Medizinische Physik und Biophysik
https://biophysik.charite.de/
- AG Arrestin am Institut für Medizinische Physik und Biophysik
https://biophysik.charite.de/forschung/ag_arrestin/
- Originaltext der Publikation:
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0077-3

Manuela Zingl | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Andockstellen Arrestin Biophysik GPCR Kommunikation Rezeptor Signalübermittlung Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Geheimnis um die Langlebigkeit von Bäumen enthüllt / Forscher sequenzieren das Genom der Stieleiche
20.06.2018 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Live-Verfolgung in der Zelle: Biologische Fussfessel für Proteine
19.06.2018 | Universität Basel

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: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

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

Radar verschafft Durchblick in der Robotik

20.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Revolution der Rohre

20.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Heiratsschwindel unter Oxiden

20.06.2018 | Materialwissenschaften

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