Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteinstruktur des E. coli Bakteriums entschlüsselt

26.06.2009
Internationaler Forschergruppe gelingt dank neuer Methodik die strukturelle Aufklärung großer Membranproteine

Mithilfe einer neuen Methodik der NMR-Spektroskopie ist es Wissenschaftlern erstmals gelungen, die dreidimensionale Struktur eines sehr großen Membranproteins des E. coli Bakteriums aufzuklären.

In der aktuellen Online-Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science vom 26. Juni veröffentlichen sie die Ergebnisse ihrer fast 10-jährigen Forschungs- und Entwicklungsarbeit.

Neben der technischen Verfeinerung der Methodik sind die Ergebnisse gleichzeitig von großer medizinischer Bedeutung in der Arzneimittelforschung. Sie bilden die Grundlage für die Entwicklung gezielt wirksamer Medikamente etwa in der Krebsforschung.

Die NMR-Spektroskopie (Nuclear Magnetic Resonance) ist eine weit verbreitete Analysemethode. In der Biochemie ermöglicht sie es, Proteine wie zum Beispiel die des E. coli Bakteriums nachzuweisen, sie im Detail zu analysieren und dreidimensional in Lösung darzustellen. Über die dreidimensionalen Strukturen erhalten die Wissenschaftler Auskunft über die Funktionsweise der Proteine.

Je größer ein Protein ist, desto problematischer ist seine Analyse. Besonders schwierig zu bestimmen sind darüber hinaus Proteine, die in Zellmembranen vorkommen. Unter den zurzeit rund 58.000 aufgeklärten Proteinstrukturen befinden sich bisher nur etwa 100-150 kleinere Membranproteine. Für das zelluläre Leben sind sie jedoch essentiell. Sie sind verantwortlich für den Transport von Nährstoffen und Signalen. Das heißt, sie kommunizieren mit der Umgebung. Daher sind sie für die Wissenschaft von großem Interesse.

Dr. Frank Sönnichsen vom Otto Diels-Institut für Organische Chemie der Christian-Albrechts-Universität (CAU) und seinen Kollegen ist es beim E. coli Bakterium gelungen, ein sehr großes Membranprotein zu entschlüsseln. Es besteht aus 360 Aminosäuren mit neun Helixen. E. coli ist ein säurebildendes Bakterium, das im menschlichen und tierischen Darm vorkommt.

"Die neue Methodik ist eine bedeutende und wichtige Erweiterung unseres technischen Arsenals", sagt Sönnichsen, Co-Autor der neuen Science-Studie. "Mit ihr hoffen wir künftig auch die Eigenschaften großer menschlicher Proteine entschlüsseln zu können - etwa aus den Bereichen der Brustkrebs- oder Alzheimerforschung." Eine Kenntnis der dreidimensionalen Struktur sei vor allem für die Entwicklung neuer Heilmittel relevant.

Momentan binden sich etwa 60 Prozent aller Arzneimittel an Membranproteine. Jedoch sind erst wenige in ihrer genauen Struktur und Funktion erforscht: "Die Medikamente wirken zwar, doch wir wissen nicht immer, wie sie es tun", so Sönnichsen. "Mit unserer neuen Methodik legen wir die Grundlage für die Wirkstoffforschung, gezielter wirkende Heilmittel zu entwickeln und so auch Nebenwirkungen zu reduzieren."

An der Studie, die Charles R. Sanders, Professor für Biochemie an der Vanderbilt Universität in Nashville, USA, koordiniert hat, sind neun Autoren beteiligt. Neben den Kollegen aus den USA, Korea und China ist der Kieler Chemiker Sönnichsen einziger europäischer Vertreter.

Foto und Abbildung zum Thema stehen zum Download bereit:

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2009/2009-062-1.jpg
Bildunterschrift: Darstellung der räumlichen Struktur des E. coli Membranproteins mit gebundenem Substrat (Mitte) und Helixbändern.

Copyright: Frank Sönnichsen, Quelle: Science

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2009/2009-062-2.jpg
Bildunterschrift: Laborarbeit: Dr. Frank Sönnichsen setzt ein Messröhrchen ins NMR-Spektrometer ein. Es misst die physikalischen Eigenschaften des Proteins, wie zum Beispiel die räumliche Struktur des E. coli Bakteriums

Copyright: CAU, Foto: Jürgen Haacks

Kontakt:
Dr. Frank Sönnichsen
Leiter der Spektroskopie
Otto Diels-Institut für Organische Chemie
Christian Albrechts Universität zu Kiel
Tel: 0431/880-2455
E-Mail: fsoennichsen@oc.uni-kiel.de

Susanne Schuck | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Adenoviren binden gezielt an Strukturen auf Tumorzellen
23.04.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

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: 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...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
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

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

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

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

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