Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wichtiges Transport-Protein entschlüsselt

11.02.2014
Proteine nehmen im menschlichen Körper lebenswichtige Funktionen wahr – unter anderem sitzen sie in der Zellmembran und führen Stoffe in die Zellen ein oder aus.

Solche Transport-Proteine spielen bei Krebs oder Stoffwechselkrankheiten eine Schlüsselrolle. Strukturbiologen der Universität Bern haben nun erstmals die «Architektur» eines medizinisch relevanten Transport-Proteins entschlüsselt. Dies ist ein erster Schritt, um neue Wirkstoffe zu entwickeln.


Seitenansicht des menschlichen Transporter-Helferprotein-Komplexes. Das Helferprotein ist bunt dargestellt. Bild: Dimitrios Fotiadis, NFS «TransCure», Universität Bern.

Proteine, auch bekannt als Eiweisse, funktionieren im menschlichen Körper wie Nanomaschinen – sie haben genau definierte Strukturen und arbeiten häufig mit anderen Proteinen zusammen. Eine sehr wichtige Klasse von Proteinen bilden die Transport-Proteine. Diese sitzen in der Zellmembran und sind für das Ein- und Ausschleusen von Substanzen zuständig, zum Beispiel Nährstoffe oder Abfallprodukte.

Ohne «Transporter» könnte eine Zelle keine Nahrungsmittel ins Zellinnere einschleusen und sich somit nicht ernähren und leben. Bestimmte Transporter nehmen zudem bei Krebs, verschiedenen Stoffwechselkrankheiten, Drogenabhängigkeit und viralen Infektionen eine Schlüsselrolle ein. Bisher war nur wenig über ihre Struktur bekannt.

Nun ist es einem internationalen Forscherteam unter der Leitung von Strukturbiologen vom Institut für Biochemie und Molekulare Medizin der Universität Bern und dem Nationalen Forschungsschwerpunkt «TransCure» gelungen, den Aufbau eines wichtigen Transport-Proteins zu entschlüsseln. Sie konnten dessen «Architektur» erstmals mittels aufwändiger bildgebender Verfahren und Computerberechnungen darstellen. Die Darstellung dieses Transporters bei einer hohen Auflösung kann für das Design von Wirkstoffen gegen Krebs verwendet werden. Die Studie erschien nun im Fachjournal «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS).

Transporter mit einem «Anhänger»

Das untersuchte Transport-Protein LAT2 arbeitet nicht alleine, sondern zusammen mit einem «Helferprotein» – was bei Transportern sehr ungewöhnlich ist. Beide Proteine sind fest miteinander verbunden und transportieren bestimmte Aminosäuren über die Zellmembran. Die Aminosäuren dienen als Energiequelle und Bausteine für den Aufbau von anderen Proteinen.

In bestimmten Krebszellen werden LAT-Proteine überproduziert. Eine Unterdrückung dieser Transporter kann zur Hemmung der Krebszellwucherung führen. «Zu verstehen, wie solche Transport-Proteine auf molekularer Ebene funktionieren, ist von hoher biologischer Relevanz», sagt Dimitrios Fotiadis, Leiter der Studie. Daher untersuchten die Forschenden die Struktur dieses Protein-Komplexes und stellten sie bildlich dar.

Proteine, die nur wenige Nanometer – ein Millionstel eines Millimeters – gross sind, können mithilfe hochauflösender Elektronenmikroskopie visualisiert werden. So wurde eine dreidimensionale Abbildung des Transport- und Helferproteins erstellt, indem elektronenmikroskopische Bilder, welche verschiedene Ansichten des Protein-Komplexes zeigen, zusammen mit aufwändigen Computerberechnungen verbunden wurden.

«Es ist eines unserer langfristigen und ambitionierten Ziele, mittels hochaufgelöster Strukturen und Wirkstoffdesign neue Medikamente gegen Krankheiten wie Krebs zu entwickeln», sagt Fotiadis. Für die Berner Strukturbiologen, welche im Rahmen des NFS «TransCure» und in weiteren Projekten Transport-Proteine untersuchen, ist die elektronenmikroskopische Abbildung von LAT2 erst der Anfang: So arbeiten sie intensiv daran, die Architektur dieser Transport-Nanomaschine noch detaillierter zu entschlüsseln – bis hin zur atomaren Ebene.

Angaben zu Publikation:
Albert Rosell, Marcel Meury, Elena Álvarez-Marimon, Meritxell Costa, Laura Pérez-Cano, Antonio Zorzano, Juan Fernández-Recio, Manuel Palacín, and Dimitrios Fotiadis: Structural bases for the interaction and stabilization of the human amino acid transporter LAT2 with its ancillary protein 4F2hc, 10. Februar 2014, PNAS, doi/10.1073/pnas.1323779111

Nathalie Matter | Universität Bern
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten