Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteinsynthese in den Kraftwerken der Zelle

22.01.2015

Proteine sind die molekularen Baustoffe und Maschinen der Zelle. Ob als Strukturgeber oder Katalysatoren chemischer Reaktionen, sind sie an fast allen biologischen Prozessen beteiligt. Sie werden hauptsächlich von speziellen Proteinfabriken, den Ribosomen, im Zellplasma hergestellt. Doch auch die Kraftwerke der Zellen, die Mitochondrien, verfügen über eigene Proteinproduktionsstätten. In Zusammenarbeit mit Kollegen der TU Kaiserslautern haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried jetzt erstmals Einblicke in den Aufbau und die Struktur der Ribosomen im Inneren intakter Mitochondrien erhalten. Die Ergebnisse wurden jetzt in Nature Communications veröffentlicht.

Alle biochemischen Prozesse einer Zelle benötigen Energie, welche die Mitochondrien in Form des Energieträgers ATP zur Verfügung stellen. Für die Energieproduktion selbst benötigen die Mitochondrien Proteine. Doch wo kommen diese her?


Dreidimensionale Struktur eines Mitochondriums.

Abbildung: Stefan Pfeffer / Copyright: MPI für Biochemie

Der Großteil wird aus dem Zellplasma in das Innere der Mitochondrien transportiert. Ihre Bauanleitungen sind in der Erbsubstanz DNA im Zellkern gespeichert. Einige wenige Proteine, die zur Energieproduktion nötig sind, werden jedoch direkt in den Mitochondrien produziert – von sogenannten Mito-Ribosomen. Während die Architektur der Ribosomen im Zellplasma in den letzten Jahrzehnten intensiv erforscht wurde, begannen Forscher erst kürzlich die Struktur der Mito-Ribosomen näher zu untersuchen.

Wissenschaftlern der Forschungsgruppe „Modellierung von Proteinkomplexen“ gelang es jetzt erstmals, die Struktur des Mito-Ribosoms in seiner natürlichen Umgebung an der inneren Mitochondrienhülle zu beschreiben. Die Mito-Ribosomen lagern sich hier zu größeren Komplexen, sogenannten Polysomen, zusammen und produzieren so gemeinsam viele Proteinkopien.

Die Forscher konnten auch zeigen, wie der Kontakt der Ribosomen mit der Mitochondrienhülle hergestellt wird: über das Membranprotein Mba1. „Wir glauben, dass Mba1 dabei nicht nur als Rezeptor für das Ribosom dient“, spekuliert Forschungsgruppenleiter Friedrich Förster, „sondern auch den Einbau der neu hergestellten Proteine in die Mitochondrienhülle unterstützt.“

Möglich sind derart detailreiche Einblicke in die Architektur und Kontakte des Ribosoms dank der Kryo-Elektronentomographie. Durch ein besonders schnelles Einfrieren auf minus 170°C bleibt die Struktur und die natürliche Anordnung der Ribosomen in der Zelle erhalten. Anschließend nehmen die Forscher eine Serie von Bildern unterschiedlicher Blickwinkel auf, die im Computer zusammengesetzt ein dreidimensionales Bild ergeben.

Originalveröffentlichung:
Pfeffer, S., Woellhaf, M.W., Herrmann, J.M., Förster, F.: Organization of the mitochondrial translation machinery studied in situ by cryo-electron tomography. Nature Commun, January 22, 2015
Doi: 10.1038/ncomms7019

Kontakt:
Dr. Friedrich Förster
Modellierung von Proteinkomplexen
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
E-Mail: foerster@biochem.mpg.de
http://www.biochem.mpg.de/foerster

Anja Konschak
Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Tel. +49 89 8578-2824
E-Mail: konschak@biochem.mpg.de
http://www.biochem.mpg.de

Weitere Informationen:

http://www.biochem.mpg.de/foerster - Webseite der Forschungsgruppe "Modellierung von Proteinkomplexen" (Friedrich Förster)
http://www.biochem.mpg.de/news - Weitere Pressemitteilungen des MPI für Biochemie

Anja Konschak | Max-Planck-Institut für Biochemie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte