Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Korrekte Strukturerkennung entscheidet über Sortierung von Proteinen

11.12.2012
Wie COP I Transportvesikel-Proteine an ein bestimmtes Sortierungssignal in Zellen binden und Vesikel so korrekt mit Fracht-Proteinen befüllt werden konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Exzellenzclusters „Entzündung an Grenzflächen“ in Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen in Cambridge aufklären.
Durch die korrekte Erkennung können Proteine effizient zu ihrem Bestimmungsort in der Zelle transportiert werden. Die Ergebnisse dieser Studie werden heute, 11. Dezember, in der Printausgabe der Fachzeitschrift Developmental Cell veröffentlicht.

Jedes Protein in einer Zelle hat einen Bestimmungsort, zu dem es transportiert werden muss. Bei vielen humanen Erkrankungen wie zystischer Fibrose, Typ II Diabetes oder familiärer Form von Alzheimer ist die korrekte Lokalisation von bestimmten Proteinen in der Zelle gestört. Im sekretorischen Transportweg werden neu synthetisierte Proteine in der Zelle schrittweise durch membranumschlossene Bereiche (Kompartimente) sortiert. COP (Coat Protein) I Protein-“behüllte” Transportvesikel sind kritisch an der Sortierung von löslichen und membrangebundenen Proteinen innerhalb der Zelle beteiligt.

Mit einer Kombination aus strukturbiologischen, biochemischen und zellbiologischen Methoden hat Professor Rainer Duden, Institut für Biologie, Universität zu Lübeck und Mitglied im Exzellenzcluster „Entzündung an Grenzflächen“ in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Cambridge in einer Studie die strukturellen Grundlagen für die Sortierung von Proteinen untersucht. Mit atomarer Auflösung konnten sie aufklären, wie ein bestimmtes Sortierungssignal an Proteinen, das Di-Lysin Motiv, an die sogenannte Propeller-Domäne von zwei Untereinheiten von COP I bindet. Dadurch werden die gebundenen Proteine effizient zu ihrem Bestimmungsort transportiert. „Ein molekulares und strukturelles Verständnis zellulärer Transportwege erleichtert die Entwicklung neuer Medikamente, die zur Behandlung von Erkrankungen dienen, die auf Transport-Defekten beruhen“, sagt Duden.

Sowohl die Gene, die diese Prozesse steuern, als auch die Sortierungssignale, kurze Peptide von wenigen Aminosäuren an den zu sortierenden Proteinen, sind evolutionär konserviert. Sie sind bei Menschen, Tieren und Pflanzen bis zur einzelligen Bäckerhefe S. cerevisiae sehr ähnlich. Aus diesem Grund eignet sich die Bäckerhefe als Modellorganismus, um den Membrantransport zu untersuchen. Auf der Basis der Ko-Kristallstruktur des Sortierungssignals gebunden an die Protein-Domänen von COP I haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gezielt Hefe-Mutanten erzeugt, bei denen einzelne Aminosäuren ausgetauscht wurden. So konnten sie die physiologische Rolle der molekularen Interaktionen des Sortierungssignals mit der äußeren Hülle der COPI Transportvesikel untersuchen. Sie fanden heraus, dass nur bestimmte Aminosäuren im Di-Lysin Motiv eine Erkennung des Transportvesikels COP I ermöglichen. Varianten des Motivs, nämlich zwei Lysine in den Positionen -3, -4 oder -3, -5 vom zytosolischen Ende von Typ I Membranproteinen, binden direkt an COP I und sorgen dafür, dass die zu transportierenden Proteine an ihren Zielort in der Zelle gelangen.
Originalpublikation:
Jackson LP, Lewis M, Kent HM, Edeling MA, Evans PR, Duden R, and Owen DJ : Molecular basis for recognition of dilysine trafficking motifs by COP I. Developmental Cell, Volume 23, Issue 6, 11 December 2012, Pages 1255-1262
Link: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580712004807

Kontakt:
Prof. Rainer Duden
Telefon: 0451/5004116
E-Mail: duden@bio.uni-luebeck.de
Labor-Website: http://www.rainer-duden.de

Exzellenzcluster Entzündungsforschung
Presse und Kommunikation, Dr. Ann-Kathrin Wenke
Postanschrift: Christian-Albrechts-Platz 4, D-24118 Kiel
Telefon: (0431) 880-4839, Telefax: (0431) 880-4894
e-mail: akwenke@uv.uni-kiel.de

Dr. Ann-Kathrin Wenke | idw
Weitere Informationen:
http://www.inflammation-at-interfaces.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen
22.06.2017 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

nachricht Im Mikrokosmos wird es bunt: 124 Farben dank RGB-Technologie
22.06.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt

22.06.2017 | Physik Astronomie

Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Spinflüssigkeiten – zurück zu den Anfängen

22.06.2017 | Physik Astronomie