Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was „Langweiler“ interessant macht

15.02.2012
Biophysiker der Universität Jena klären Funktionsweise von neuartigen Wirkstoffen für Ionenkanäle

Sie sind langsam und träge und tragen daher den wenig schmeichelhaften Namen „Slowpoke“ – zu Deutsch „Langweiler“. Fruchtfliegen mit einer bestimmten Mutation verhalten sich, anders als ihre Artgenossen, ausgesprochen lethargisch.

„Durch die Mutation fehlt diesen Fliegen ein Ionenkanal, der normalerweise an einer Vielzahl von Signalprozessen beteiligt ist“, erläutert Prof. Dr. Stefan Heinemann von der Friedrich-Schiller-Universität Jena den Grund dafür. Der Biophysiker ist auf Untersuchungen zur Funktionsweise dieser Ionenkanäle spezialisiert und hat mit seinem Team gerade Forschungsergebnisse veröffentlicht, die diese jedoch alles andere als „langweilig“ erscheinen lassen.

In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) haben die Jenaer Forscher gemeinsam mit Kooperationspartnern aus Japan und den USA jetzt erstmals zeigen können, wie bestimmte Substanzen den „Langweiler“-Ionenkanal, der auch bei anderen Organismen einschließlich dem Menschen vorkommt, regulieren (DOI: 10.1073/pnas.1114321109). Damit legen die Wissenschaftler den Grundstein für die gezielte Entwicklung neuartiger Wirkstoffe, mit denen sich künftig Erkrankungen wie Bluthochdruck oder Epilepsie behandeln lassen könnten.

Ionenkanäle sind Eiweißkomplexe, die hochspezifisch nur bestimmte Ionen durch die Zellmembranen transportieren. Die resultierenden elektrischen Signale steuern beispielsweise die Funktion von Nerven- oder Muskelzellen. So reguliert der „Langweiler“-Kanal, auch BK-Kanal genannt, u. a. den Tonus der glatten Muskelzellen, mit denen Blutgefäße ausgekleidet sind. „Eine Fehlfunktion des BK-Kanals führt dazu, dass die Muskelzellen nicht mehr ausreichend relaxieren können“, sagt Dr. Guido Gessner von der Uni Jena, der Erstautor der aktuellen Studie ist. „Die Folge ist eine lange Liste von Erkrankungen, die von Bluthochdruck über Inkontinenz und Migräne bis zu Epilepsie reicht“, so der Wissenschaftler weiter.

Deshalb werden Wirkstoffe, die gezielt BK-Kanäle öffnen können, als potenzielle Medikamente für diese Krankheiten gehandelt. „Es gibt eine ganze Reihe von Substanzen, die sich im Tierversuch bereits als vielversprechend erwiesen hat“, so Prof. Heinemann. Doch durch die klinische Erprobung habe es noch kein Kandidat geschafft. Der Grund: Da BK-Kanäle nahezu überall im menschlichen Körper vorkommen, ist eine gezielte Beeinflussung bestimmter Zellen oder Gewebe bislang schwierig. Außerdem fehlten bisher grundlegende Informationen über die biophysikalischen und molekularen Mechanismen, nach denen diese Substanzen überhaupt wirken.

In ihrer aktuellen Studie konnten die Jenaer Wissenschaftler nun erstmals die Funktionsweise von zwei Ionenkanal-Öffnern exemplarisch aufklären. „Wir konnten zeigen, wo die Wirkstoffe an den BK-Kanal andocken und wie sie die Ionenpore öffnen“, sagt Dr. Gessner. Außerdem haben die Forscher der Uni Jena ein Testverfahren etabliert, mit dem sich verschiedene Wirkstoffe funktionell klassifizieren lassen. Damit ebnen sie den Weg zur Entwicklung von Medikamenten, die nur die Ionenkanäle im gewünschten Organ aktivieren. „Das ist ein entscheidender Schritt, um möglichst nebenwirkungsarme Medikamente zu entwickeln“, sagt Prof. Heinemann. Doch bis dahin sei es noch ein weiter Weg, betont der Grundlagenforscher.

Original-Publikation:
Guido Gessner et al. Molecular mechanism of pharmacological activation of BK channels. PNAS 2012, DOI: 10.1073/pnas.1114321109

Kontakt:
Prof. Dr. Stefan H. Heinemann, Dr. Guido Gessner
Zentrum für Molekulare Biomedizin der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Hans-Knöll-Straße 2, 07745 Jena
Tel.: 03641 / 9395650, 03641 / 9395658
E-Mail: stefan.h.heinemann[at]uni-jena.de, guido.gessner[at]uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien
19.09.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden
19.09.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

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: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie