Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

MDC-Forscher identifizieren Schaltzentrale der Protein-Entsorgung

14.12.2009
Wie schafft es eine Zelle fehlerhafte Proteine unterschiedlichster Bauart zu erkennen und abzubauen und damit den Körper vor schweren Erkrankungen zu schützen?

Die Forscher Sabine C. Horn, Prof. Thomas Sommer, Prof. Udo Heinemann und Dr. Ernst Jarosch vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch haben jetzt ein entscheidendes Teil in diesem Puzzle gefunden.

In einem Enzymkomplex, der eine wichtige Rolle bei der Qualitätskontrolle von Proteinen spielt, entdeckten sie eine Schaltzentrale, die dafür sorgt, dass unterschiedliche, fehlerhaft produzierte Proteine identifiziert und entsorgt werden. (Molecular Cell, doi: 10.1016/j.molcel200910.015)*.

Proteine sind die Baustoffe und Maschinen des Lebens. Sie kommen zigtausendfach in einer Zelle vor und erledigen lebenswichtige Aufgaben im Organismus. Der Produktionsort einer Vielzahl von Proteinen liegt an einer Zellorganelle, Endoplasmatisches Retikulum genannt. Hier werden die Proteine hergestellt, gefaltet und zu ihrem Bestimmungsort transportiert.

Bei der Protein-Produktion können allerdings Fehler auftreten. Beispielsweise ist es möglich, dass Proteine falsch gefaltet werden. Aber auch ältere Proteine können Fehler aufweisen. So können sie ihre ursprüngliche Struktur verlieren und deshalb ihrer Funktion nicht nachkommen. Sie richten dann unter Umständen sogar Schaden an. Es können Krankheiten entstehen wie etwa Alzheimer, Parkinson oder Mukoviszidose. Fehlerhafte Proteine müssen deshalb in der Zelle erkannt und entsorgt werden.

Qualitätskontrolle: Ausschussware erhält molekularen Stempel
Proteine durchlaufen in der Zelle daher eine Qualitätskontrolle. Bei der Identifizierung fehlerhafter Proteine spielt ein Enzymkomplex, die HRD-Ubiquitin-Ligase, eine wichtige Rolle. Er fungiert als eine Art Stempelmaschine: Erkennt er ein Protein als schadhaft, versieht er das Protein mit einem molekularen Stempel, dem Protein Ubiquitin, und gibt es zur Entsorgung frei.

An die HRD-Ubiquitin-Ligase sind große Anforderungen gestellt, denn Proteine sind an ihren jeweiligen Wirkungsort angepasst und daher auch ganz unterschiedlich aufgebaut. So gibt es beispielsweise wasserlösliche Proteine, die im Zellinneren schwimmen, als auch wasserunlösliche Proteine, die an oder in der Zellmembran liegen. Wie der Enzymkomplex es schafft, Proteine solch unterschiedlicher Bauart zu erkennen und zu markieren war bislang unklar.

Flexible Schaltstelle macht Stempelmaschine universell einsetzbar
Die Studie der MDC-Forscher bringt jetzt Licht ins Dunkel. Die Forscher haben die zentrale und flexible Schaltstelle des Enzymkomplexes entdeckt, die Untereinheit Usa1. Sie verbindet je nach Anforderung bestimmte Module des Komplexes miteinander. Bei der Identifizierung und Markierung löslicher Proteine stellt Usa1 den Kontakt zwischen den Untereinheiten Der1 und Hrd1 her. Die Forscher fanden weiter heraus, dass sich die HRD-Ubiquitin-Ligase mit weiteren HRD-Ubiquitin-Ligasen zu einem größeren Enzymkomplex verbindet, um so auch den Abbau nichtlöslicher Membranproteine bewerkstelligen zu können. Dieser Prozess wird ebenfalls von der Untereinheit Usa1 gesteuert.
*Usa1 Functions as a Scaffold of the HRD-Ubiquitin Ligase.
Sabine C. Horn, Jennifer Hanna, Christian Hirsch, Corinna Volkwein, Anja Schütz, Udo Heinemann, Thomas Sommer? and Ernst Jarosch?

Max-Delbrück Center for Molecular Medicine, Robert-Rössle-Str. 10, 13125 Berlin, Germany

Barbara Bachtler
Pressestelle
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch
Robert-Rössle-Straße 10
13125 Berlin
Tel.: +49 (0) 30 94 06 - 38 96
Fax: +49 (0) 30 94 06 - 38 33
e-mail: presse@mdc-berlin.de

Barbara Bachtler | Max-Delbrück-Centrum
Weitere Informationen:
http://www.mdc-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten
08.12.2016 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Herz-Bindegewebe unter Strom
08.12.2016 | Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen

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: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops