Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Rezeptor erklärt Vielzweck-Organellen

18.11.2016

Dem Team um Prof. Dr. Ralf Erdmann aus der Abteilung Systembiochemie der Ruhr-Universität Bochum ist ein weiterer Schritt zum Verständnis wahrer Vielzweck-Organellen geglückt: In Peroxisomen, die unter anderem am Abbau von Fettsäuren beteiligt sind, entdeckten sie einen neuen Rezeptor namens Pex9p. Er kann gefaltete Proteine aus der Zellflüssigkeit in Peroxisomen importieren, wird aber nur unter ganz bestimmten Bedingungen produziert. Diese Beobachtung erklärt, wie sich Zellen an verschiedene Bedingungen anpassen können. Die Forscher berichten im Journal of Cell Science.

Peroxisomen: vielfältig und überlebenswichtig


Ihnen gelang die Entdeckung: Luis Daniel Cruz-Zaragoza, Prof. Dr. Ralf Erdmann, Prof. Dr. Wolfgang Schliebs (von links)

Foto: RUB, Marquard

Peroxisomen kommen überall im Körper vor und können viele Funktionen übernehmen. Sie sind am Abbau von Fettsäuren beteiligt, bauen Wasserstoffperoxid ab und sind beim Menschen an der Bildung von Gallensäuren beteiligt. Insgesamt sind bisher über 50 in Peroxisomen enthaltene Enzyme bekannt, bestimmte Proteine, die an verschiedensten Stoffwechselwegen beteiligt sind. Fehlen Peroxisomen, hat das für Menschen schwerwiegende Folgen und führt häufig zu einem frühen Tod.

Wege in die Peroxisomen

In der Bäckerhefe sind Peroxisomen am Fettsäureabbau beteiligt. Die Enzyme für diesen Stoffwechselweg tragen Signalsequenzen, die den Transport in die Peroxisomen einleiten. Zwei dieser Signalsequenzen werden von zwei verschiedenen Importrezeptoren in der Zellflüssigkeit der Zelle erkannt, woraufhin der Import erfolgt. Die Signalsequenz PTS1 wird vom Rezeptor Pex5p erkannt, Signalsequenz PTS2 von Pex7p. „Eine Besonderheit des peroxisomalen Proteinimports ist, dass die Proteine im gefalteten, das heißt aktiven Zustand importiert werden“, erklärt Ralf Erdmann, der die aktuelle Studie leitete.

Das Nahrungsangebot bestimmt, wo Enzyme sich befinden

Die Forscher nahmen den Glyoxylatzyklus unter die Lupe, der es vielen Organismen ermöglicht, nicht fermentierbare Nährstoffe wie Alkohol oder Fettsäuren zu Zucker umzuwandeln. Bei der Verwertung von Alkohol entsteht dabei aktivierte Essigsäure in der Zellflüssigkeit, die dann von den ebenfalls dort befindlichen Enzymen des Glyoxylatzyklus verstoffwechselt wird. Eine besondere Bedeutung haben dabei die Enzyme Malat-Synthase 1 und Malat-Synthase 2, die die aktivierte Essigsäure direkt umsetzen. Beim Abbau von Fettsäuren wird die aktivierte Essigsäure nun nicht mehr in der Zellflüssigkeit, sondern in den Peroxisomen gebildet.

Hefe produziert Rezeptor nur beim Wachstum auf Fettsäuren

Es war bereits bekannt, dass dieser Wechsel mit dem Transport der Malat-Synthasen in die Peroxisomen einhergeht. In der aktuellen Arbeit haben die Forscher die molekulare Ursache für den Transport der Enzyme in die Peroxisomen aufgeklärt. „Beim Wachstum der Hefe auf Fettsäuren wird der Rezeptor Pex9p produziert, der die Signalsequenz der Malat-Synthasen erkennt, und die Enzyme dann aus der Zellflüssigkeit in die Peroxisomen transportiert“, erklärt Ralf Erdmann. Pex9p ist somit ein neuer Importrezeptor der Peroxisomen, der unter bestimmten Bedingungen produziert wird und dann Enzyme selektiv aus in die Peroxisomen dirigiert.

Vorteil: Aktive Enzyme können importiert werden

Peroxisomen tragen maßgeblich zur Anpassung von Organismen an unterschiedliche Nahrungsangebote oder Umweltbedingungen bei. „Der neu entdeckte Transportweg trägt somit zu unserem Verständnis von Peroxisomen als Vielzweck-Organellen bei, deren Anzahl, Größe und Stoffwechselaktivität an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden können“, so Erdmann. Mit ihrer Arbeit zeigen die Autoren außerdem einen Vorteil der Fähigkeit von Peroxisomen, gefaltete Proteine importieren zu können. Ohne diese Fähigkeit könnten aktive Enzyme nicht in die Peroxisomen transportiert werden.

Originalveröffentlichung

Daniel Effelsberg, Luis Daniel Cruz-Zaragoza, Wolfgang Schliebs, Ralf Erdmann: Pex9p is a novel yeast peroxisomal import receptor for PTS1-proteins, in: Journal of Cell Science, 2016, DOI: 10.1242/jcs.195271 (link: http://jcs.biologists.org/content/129/21/4057)

Förderung

Die Arbeit wurde gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (FOR1905) und dem Marie Curie Initial Training Network der Europäischen Kommission (316723, Perfume).

Pressekontakt

Prof. Dr. Ralf Erdmann, Abteilung Systembiochemie, Medizinische Fakultät, Ruhr-Universität Bochum, Tel.: 0234 32 24943, E-Mail: ralf.erdmann@rub.de

Meike Drießen | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Impfstoff-Kandidat gegen Malaria erfolgreich in erster klinischer Studie untersucht
25.04.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Demographie beeinflusst Brutfürsorge bei Regenpfeifern
25.04.2018 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

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: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

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

Neuer Impfstoff-Kandidat gegen Malaria erfolgreich in erster klinischer Studie untersucht

25.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Erkheimer Ökohaus-Pionier eröffnet neues Musterhaus „Heimat 4.0“

25.04.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

25.04.2018 | Energie und Elektrotechnik

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