Wie man Eiweißmolekülen in die Taschen schauen kann

Diese Vertiefungen und Gräben auf der Oberfläche von Eiweißmolekülen sind für deren korrektes Funktionieren verantwortlich. Arzneistoffe entfalten ihre Wirkung, indem sie sich an diese Unebenheiten binden und dadurch krankheitsrelevante Eiweißmoleküle ausschalten können.

Die neuen Erkenntnisse helfen, die Wirkmechanismen von bereits etablierten Medikamenten besser zu verstehen, etwa bei der Prophylaxe von Herzinfarkten.

Die Wissenschaftler arbeiten zukünftig daran, bislang noch nicht untersuchte Proteintaschen mithilfe der neuen Methode zu erforschen und dadurch innovative Wirkstoffe zu entwickeln. Die Ergebnisse wurden in der November-Ausgabe des Fachjournals „Nature Communications“ veröffentlicht.

Eiweiße sind molekulare Maschinen, die jede Funktion des Körpers sowie jeder einzelnen Zelle steuern und ausführen. Die Bindung von Wirkstoffen an die Taschen der Proteine ist daher von großer Bedeutung für die pharmazeutische Behandlung von Krankheiten: Je angepasster eiweiß-bindende Moleküle an die Taschen sind, umso fester ist die Bindung – und umso effizienter die Arznei.

Die eiweiß-bindenden Moleküle können dadurch identifiziert werden, dass sie eine chemische Reaktion auf der Oberfläche der Proteine auslösen. Dabei lenkt das Molekül in der Eiweißtasche einen Farbstoff zu der Proteinoberfläche, an der dann eine enzymatische Reaktion gestartet wird: Der Farbstoff wird gespalten, und ein Leuchtsignal wird freigesetzt.

„Wir schlagen dabei zwei Fliegen mit einer Klappe“, sagt Jörg Rademann. „Durch das Leuchtsignal können wir aus tausenden Testmolekülen diejenigen herausfiltern, die sich in einer bestimmten Proteintasche einlagern. Dabei erhalten wir wertvolle Informationen über die Reaktivität der Eiweißoberfläche, die ebenfalls für die Entwicklung von neuen Wirkstoffmolekülen genutzt werden können.“

Nature Communications doi:10.1038/ncomms6170 (2014)

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Jörg Rademann
Institut für Pharmazie der Freien Universität Berlin
Telefon: +49 30 838-53272
E-Mail: joerg.rademann@fu-berlin.de

Edyta Burda
Institut für Pharmazie der Universität Leipzig
Telefon: +49 341 97-36833
E-Mail: edyta.burda@uni-leipzig.de