Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteinteam stellt molekulare Fässer her

05.08.2013
Forscher zeigen, dass zwei Proteinmaschinen bei der Ausbildung von Fassstrukturen in den Mitochondrien zusammenarbeiten

Die Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Nikolaus Pfanner, Privatdozent Dr. Nils Wiedemann und Privatdozent Dr. Thomas Becker der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg haben gemeinsam mit weiteren Kolleginnen und Kollegen nachgewiesen, wie molekulare Protein-Fässer in der äußeren Membran der Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen, entstehen. Dabei haben sie herausgefunden, dass zwei Proteinmaschinen auf unerwartete Weise kooperieren. Die Forscherinnen und Forscher publizierten die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Cell“.


Die Proteinmaschinen TOM und SAM sind über Tom22 miteinander verbunden und arbeiten in der Reifung von Proteinen mit beta-Fassstruktur zusammen. Modifiziert nach Becker et al., 2008; Biochim. Biophys. Acta 1777, 447-563
© Thomas Becker (BBA-2008)

Mitochondrien sind für das Überleben der Zelle unerlässlich. Sie stellen zum Beispiel die Energie für den Zellstoffwechsel bereit. Mitochondrien sind von zwei Membranen umgeben. Die äußere Membran enthält charakteristische Proteine mit einem fassähnlichen Aufbau, der beta-Fassstruktur. Sie durchspannen die Membran und sind für den Transport von Proteinen und Stoffwechselprodukten in die Mitochondrien entscheidend.

Die Proteine werden im Zytosol der Zelle als Vorstufen hergestellt und erhalten erst innerhalb des Mitochondriums ihre reife Fassstruktur. Dazu werden sie durch die Pore des Proteinkomplexes TOM, der Translokase der Außenmembran der Mitochondrien, importiert und zu einer zweiten Proteinmaschine der Außenmembran, der Sortierungs- und Assemblierungsmaschine SAM, transportiert. Der SAM-Komplex schließlich baut die Proteine in die Membran ein. Die einzelnen Schritte, die zur Ausbildung der beta-Fassstruktur führen, und der Transfer des Vorstufenproteins von TOM zu SAM waren bisher unverstanden.

Im Rahmen einer Kooperation zwischen dem Sonderforschungsbereich 746 „Funktionelle Spezifität durch Kopplung und Modifikation von Proteinen“, dem Exzellenzcluster BIOSS Center for Biological Signalling Studies und der Spemann Graduiertenschule für Biologie und Medizin analysierten die Forscher die Bildung der beta-Fassstruktur. Das Team um Nils Wiedemann zeigte, dass die beta-Fassstruktur am SAM-Komplex entsteht. Der Doktorand Jian Qiu entdeckte, dass das Rezeptorprotein Tom22 eine zentrale Rolle in diesem Prozess spielt.

Dies ist überraschend, da man bisher davon ausging, dass TOM und SAM unabhängige Proteinmaschinen sind. Ergebnisse der Arbeitsgruppe von Thomas Becker zeigten aber, dass beide im direkten Kontakt miteinander stehen. Tom22 verbindet beide Komplexe, wie die Doktorandin Lena-Sophie Wenz herausfand. Fehlt Tom22, führt dies zum Verlust der molekularen Brücke zwischen TOM und SAM – was die Bildung von beta-Fassstrukturen erheblich beeinträchtigt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die direkte Übergabe des importierten Proteins vom TOM-Komplex zum SAM-Komplex eine effiziente Bildung mitochondrialer beta-Fassstrukturen erlaubt.

Originalveröffentlichung:
Jian Qiu, Lena-Sophie Wenz, Ralf M. Zerbes, Silke Oeljeklaus, Maria Bohnert, David A. Stroud, Christophe Wirth, Lars Ellenrieder, Nicolas Thornton, Stephan Kutik, Sebastian Wiese, Agnes Schulze-Specking, Nicole Zufall, Agnieszka Chacinska, Bernard Guiard, Carola Hunte, Bettina Warscheid, Martin van der Laan, Nikolaus Pfanner, Nils Wiedemann, and Thomas Becker (2013) Coupling of Mitochondrial Import and Export Translocases by Receptor-Mediated Supercomplex Formation. Cell, Volume 154, Issue 3, 596-608, doi: 10.1016/j.cell.2013.06.033
Kontakt:
PD Dr. Thomas Becker
Institut für Biochemie und Molekularbiologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5243
E-Mail: thomas.becker@biochemie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | Uni Freiburg im Breisgau
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de
http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2013/pm.2013-08-05.215-en?set_language=en

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Immunabwehr ohne Kollateralschaden
23.01.2017 | Universität Basel

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

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: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie