Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Qualitätssicherung in der Zelle: Zelluläres Kontroll-Protein überwacht Qualität von Antikörpern

15.06.2009
Antikörper sind zentrale Waffen des Immunsystems. Sie erkennen Viren und Bakterien und alarmieren daraufhin die körpereigene Abwehr.

Biochemiker der Technischen Universität München (TUM) haben nun den Ablauf der Qualitätskontrolle entschlüsselt, mit der die Zelle sicherstellt, dass nur korrekt gefaltete Antikörper ausgeliefert werden.

Das Verständnis dieses Qualitätssicherungsschritts könnte die Bemühungen um die biotechnologische Herstellung von Antikörpern entscheidend voran bringen. Die Forscher präsentieren ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Molecular Cell.

Ohne Antikörper würde das menschliche Immunsystem nicht funktionieren. Sie erkennen Moleküle an der Oberfläche von Eindringlingen wie Bakterien oder Viren, heften sich an und aktivieren damit die Abwehrreaktionen des Immunsystems. In jüngster Zeit haben Antikörper auch große Bedeutung als Medikamente in der Krebstherapie erlangt. Auch für viele andere Anwendungen, insbesondere für den Nachweis geringster Spuren einer Substanz, eignet sich das Schlüssel-Schloss-Prinzip der Antikörper. Die Wissenschaftler versuchen nun zu verstehen, wie Antikörper in der Natur gebildet werden, um gezielt Antikörper mit speziellen Eigenschaften herstellen zu können.

"Die sichere Erkennung gefährlicher Eindringlinge ist für den Körper lebenswichtig," erläutert Professor Johannes Buchner vom Lehrstuhl für Biotechnologie der TUM. "Fehlfunktionen, wie Autoimmunkrankheiten, richten schweren Schaden im Organismus an. Die Natur hat daher eine präzise Qualitätskontrolle bei der Synthese von Antikörpern geschaffen." In der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachjournals Molecular Cell berichten Matthias J. Feige und Johannes Buchner, wie diese Qualitätskontrolle auf molekularer Ebene in der Zelle funktioniert.

Antikörper sind komplexe Eiweiße, die in spezialisierten Zellen aus vier Aminosäureketten zusammengesetzt werden. In einer Kooperation mit Professor Horst Kessler und dem Bayerischen NMR-Zentrum an der TU München, sowie mit Professor Linda Hendershot in Memphis, USA, entdeckten die Autoren einen Abschnitt des Antikörpermoleküls, der aufgrund seiner besonderen strukturellen Eigenschaften den Schlüssel zum Verständnis der Qualitätskontrolle darstellt. In den Eiweißketten gibt es zwei Bereiche, die strukturell sehr ähnlich sind. Die TUM Forscher entdeckten, dass überraschenderweise einer sich spontan faltete , der andere jedoch nicht. Diesem auf den ersten Blick unverständlichen Unterschied gingen die Wissenschaftler weiter nach und klärten den zugrunde liegenden Mechanismus auf.

An die ungefaltete Kette lagert sich, solange der Antikörper noch nicht vollständig aufgebaut ist, ein anderes Protein an, das so genannte Chaperon BiP. Es verhindert, dass der unfertige Antikörper aus der Zelle ausgeschleust werden kann. Erst die noch fehlende Untereinheit des Antikörpers induziert die spontane Faltung, wobei das Chaperon abgelöst wird und den fertigen Antikörper frei gibt. Fehlt diese Untereinheit oder ist sie nicht korrekt gefaltet, wird der Antikörper zurückgehalten und schließlich wieder abgebaut.

Diese Entdeckung liefert nicht nur grundlegende Einsichten in die molekularen Funktionsprinzipien unseres Immunsystems, sie ermöglicht es auch, Antikörper für die biotechnologische Produktion zu optimieren.

Die Arbeiten wurden unterstützt von der Studienstiftung des deutschen Volkes, dem National Institutes of Health Grant GM54068, dem Cancer Center CORE Grant CA21765, den American Lebanese Syrian Associated Charities of St. Jude Children's Research Hospital, dem SFB 749 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Fonds der Chemischen Industrie und der Bayerischen Forschungsstiftung.

Originalpublikation:
An Unfolded CH1 Domain Controls the Assembly and Secretion of IgG Antibodies
Matthias J. Feige, Sandra Groscurth, Moritz Marcinowski, Yuichiro Shimizu, Horst Kessler, Linda M. Hendershot, and Johannes Buchner
Molecular Cell 34, 569-579, June 12, 2009, DOI: 10.1016/j.molcel.2009.04.028
Link: http://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(09)00304-9
Kontakt:
Prof. Dr. Johannes Buchner
Technische Universität München
Chemie Department
Lichtenbergstraße 4
D-85748 Garching
Tel.: +49 89 289 13341
Fax: +49 89 289 13345
E-Mail: Johannes.Buchner@ch.tum.de

Dr. Ulrich Marsch | idw
Weitere Informationen:
http://portal.mytum.de/welcome
http://www.chemie.tu-muenchen.de/biotech/index.html
http://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(09)00304-9

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften