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 Salmonellen als Medikament gegen Tumore
23.10.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Add-ons: Was Computerprogramme und Proteine gemeinsam haben
23.10.2017 | Universität Regensburg

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie