Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Zusammensetzung ist entscheidend

07.06.2013
Biochemiker zeigen, dass Lipide eine wichtige Rolle beim Einbau von Proteinen in die Membran von Mitochondrien spielen

Ein Team der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg um Privatdozent Dr. Thomas Becker hat nachgewiesen, dass der Einbau von Proteinen in die äußere Membran des Mitochondriums durch die Zusammensetzung der Lipiddoppelschicht der Membran beeinflusst wird.

Mitochondrien führen zentrale Funktionen im Stoffwechsel der Zelle aus – sie stellen zum Beispiel Energie bereit. Die Forscherinnen und Forscher publizierten die Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of Biological Chemistry.

Mitochondrien sind von zwei Membranen umgeben. Die äußere Membran ist die Kontaktoberfläche zum Zytosol, dem flüssigen Bestandteil der Zelle. An ihr laufen Signal- und Transportprozesse ab, die den Austausch von Molekülen und Ionen zwischen Mitochondrium und Zytosol erfordern. Dafür sind Membranproteine, die in diese Kontaktoberfläche integriert sind, unerlässlich. Einige von ihnen sind über eine oder mehrere Alpha-Helices in der Membran verankert, andere weisen eine Beta-Fassstruktur auf.
Alle diese Proteine werden an zytosolischen Ribosomen gebildet und gelangen mithilfe so genannter Proteintranslokasen in die mitochondriale Außenmembran. Daneben enthält die Membran Phospholipiden, die in Form der Lipiddoppelschicht das Grundgerüst biologischer Membranen ausbilden. Während die Funktion der Proteintranslokasen zum Teil verstanden ist, ist die Rolle der Phospholipide der Außenmembran für den Einbau von Proteinen in die Membran weitgehend ungeklärt.

Im Rahmen einer Kooperation zwischen dem Exzellenzcluster BIOSS Centre for Biological Signalling Studies und dem Sonderforschungsbereich 746 hat das Team um Thomas Becker die Rolle des Phosphatidylethanolamins, eines der häufigsten Phospholipide der mitochondrialen Außenmembran, bei dem Einbau von Membranproteinen untersucht. In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Günther Daum von der Technischen Universität Graz/Österreich und mit Prof. Dr. Nikolaus Pfanner von der Universität Freiburg charakterisierten die Forscher einen Stamm der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae, der einen reduzierten Gehalt an Phosphatidylethanolamin aufweist.

Dr. Susanne Horvath und Lena Böttinger aus Beckers Team fanden heraus, dass die Integration alpha-helikal verankerter Proteine in die mitochondriale Außenmembran in diesem Stamm nicht beeinträchtigt ist, wohingegen der Einbau von Proteinen mit Beta-Fassstruktur stark vermindert ist. Während Proteine mit einem alpha-helikalen Membrananker direkt vom Zytosol aus in die Membran gelangen, werden Proteine mit Beta-Fassstruktur zunächst mithilfe des TOM-Komplexes, der Proteintranslokase der Außenmembran, über die äußere Membran transportiert, um von dort aus in die Membran integriert zu werden.

Der reduzierte Gehalt an Phosphatidylethanolamin beeinträchtigt den Transportvorgang über den TOM-Komplex und damit den ersten Schritt des Importwegs der Proteine mit Beta-Fassstruktur.

Die Wissenschaftler zeigen damit auf, dass nicht nur Proteintranslokasen, sondern auch die Lipidzusammensetzung einer Membran für die Integration der Proteine in die Lipiddoppelschicht eine wichtige Rolle spielt. Insbesondere wird deutlich, dass die Funktion von membranintegralen Proteinmaschinen wie dem TOM-Komplex von der Lipidumgebung direkt beeinflusst wird.

Kontakt:
Dr. Thomas Becker
Institut für Biochemie und Molekularbiologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5243
E-Mail: thomas.becker@biochemie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | Uni Freiburg im Breisgau
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

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: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie

Vom Feld in die Schule: Aktuelle Forschung zu moderner Landwirtschaft für den Unterricht

23.01.2017 | Bildung Wissenschaft

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten