Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schließprinzip von biologischen Poren untersucht

30.03.2011
Forscher der NRW-Forschungsschule BioStruct an der Heinrich-Heine Universität Düsseldorf haben gemeinsam mit Kollegen des Forschungszentrum Jülich und dem Forschungszentrum caesar in Bonn neue Erkenntnisse gewinnen können, wie ein molekularer Schlüssel einen Ionenkanal öffnen und schließen kann.

Ionenkanäle kontrollieren den Fluss von elektrisch geladenen Teilchen (Ionen) über die Zellmembran. Sie sind Eiweißmoleküle und bilden kleine Poren durch die Ionen strömen können. Dabei ist der Ionenfluss entscheidend für die Steuerung physiologischer Prozesse wie zum Beispiel die Erregungsausbildung und –fortleitung in Herz- und Nervenzellen, die Kontraktion der Muskulatur oder die Freisetzung von bestimmten Hormonen oder Neurotransmittern.

Forscher der NRW-Forschungsschule BioStruct an der Heinrich-Heine Universität Düsseldorf haben gemeinsam mit Kollegen des Forschungszentrum Jülich und dem Forschungszentrum caesar in Bonn neue Erkenntnisse gewinnen können, wie ein molekularer Schlüssel einen Ionenkanal öffnen und schließen kann. Das Wissen um diese Mechanismen ist die Grundlage, um verschiedene Krankheiten zu verstehen und zu therapieren.

Ihre Ergebnisse präsentieren die Forscher in der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachmagazins „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (doi: 10.1073/pnas.1015890108).

Im Fokus der Wissenschaftler stand ein vereinfachtes Modellsystem eines bakteriellen Ionenkanals, der den Kanälen in Zellen des Herzmuskels sehr ähnlich ist. Aufgebaut ist dieser – wie alle Ionenkanäle – aus komplexen Eiweißmolekülen, die durch kleine Moleküle, sogenannte sekundäre Botenstoffe, geöffnet oder geschlossen werden können.

Wenn der sekundäre Botenstoff cAMP an einer bestimmten Stelle des Ionenkanals bindet, verändert sich dort die Struktur des Eiweißmoleküls, was die Öffnung des Kanals zur Folge hat. Die Wissenschaftler konnten mittels kernmagnetischer Resonanzspektroskopie (NMR) Atom für Atom die dreidimensionale Struktur der hochkomplexen Eiweißmoleküle bestimmen und deren Änderung bei der Bindung eines sekundären Botenstoffs charakterisieren.

Viele genetisch bedingte Krankheiten lassen sich auf defekte Ionenkanäle zurückführen, etwa Mukoviszidose, Herzrhythmusstörungen oder bestimmte Augenerkrankungen. Die detaillierten molekularen Abläufe zu verstehen, ist eine Grundlage für das Verständnis der Erkrankungen und die gezielte Entwicklung medizinischer Wirkstoffe.

Der Erstautor der Publikation, Sven Schünke, wurde durch ein Promotionsstipendium der NRW-Forschungsschule BioStruct unterstützt. In dieser Forschungsschule kooperieren Arbeitsgruppen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, dem Universitätsklinikum Düsseldorf und dem Forschungszentrum Jülich, um exzellenten und in einem internationalen Verfahren ausgewählten Promovierenden ein innovatives und interdisziplinäres Lehr- und Forschungsumfeld auf dem Gebiet der strukturbiologischen Forschung zu bieten. BioStruct wird gefördert durch das Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen, die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und die Gründerstiftung zur Förderung von Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs an der Universität Düsseldorf.

Weitere Informationen:

Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Institut für Physikalische Biologie
http://www.uni-duesseldorf.de/MathNat/ipb/
Forschungszentrum Jülich, Insitut for Complex Systems, Bereich Strukturbiologie (ICS-6): http://www.fz-juelich.de/ics/ics-6/DE/Home/home_node.html
Forschungszentrum caesar, Bonn:
http://www.caesar.de/
NRW-Forschungsschule BioStruct:
http://www.biostruct.de
Ansprechpartner:
Prof. Dieter Willbold; Dr. Sven Schünke
Tel. 02461/61-2100/-6517
dieter.willbold@uni-duesseldorf.de; s.schuenke@fz-juelich.de

Carolin Grape | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-duesseldorf.de/

Weitere Berichte zu: Atom BioStruct Botenstoff Eiweißmolekül Ionen Ionenkanal Schließprinzip

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebs erfolgreich mit Fieber behandeln
20.04.2018 | Technische Hochschule Mittelhessen

nachricht Wasserbewegung als Hinweis auf den Zustand von Tumoren
19.04.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker 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: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

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

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

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