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 Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen
15.01.2018 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

nachricht Leuchtende Echsen - Knochenbasierte Fluoreszenz bei Chamäleons
15.01.2018 | Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns

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: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Im Focus: Wie Metallstrukturen effektiv helfen, Knochen zu heilen

Forscher schaffen neue Generation von Knochenimplantaten

Wissenschaftler am Julius Wolff Institut, dem Berlin-Brandenburger Centrum für Regenerative Therapien und dem Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie der...

Im Focus: Extrem helle und schnelle Lichtemission

Eine in den vergangenen Jahren intensiv untersuchte Art von Quantenpunkten kann Licht in allen Farben wiedergeben und ist sehr hell. Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Wissenschaftlern der ETH Zürich hat nun herausgefunden, warum dem so ist. Die Quantenpunkte könnten dereinst in Leuchtdioden zum Einsatz kommen.

Ein internationales Team von Wissenschaftlern der ETH Zürich, von IBM Research Zurich, der Empa und von vier amerikanischen Forschungseinrichtungen hat die...

Im Focus: Paradigmenwechsel in Paris: Den Blick für den gesamten Laserprozess öffnen

Die neusten Trends und Innovationen bei der Laserbearbeitung von Composites hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT im März 2018 auf der JEC World Composite Show im Fokus: In Paris demonstrieren die Forscher auf dem Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau AZL unter anderem, wie sich Verbundwerkstoffe mit dem Laser fügen, strukturieren, schneiden und bohren lassen.

Keine andere Branche hat in der Öffentlichkeit für so viel Aufmerksamkeit für Verbundwerkstoffe gesorgt wie die Automobilindustrie, die neben der Luft- und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung „Elektronikkühlung - Wärmemanagement“ vom 06. - 07.03.2018 in Essen

11.01.2018 | Veranstaltungen

Registrierung offen für Open Science Conference 2018 in Berlin

11.01.2018 | Veranstaltungen

Wie sieht die Bioökonomie der Zukunft aus?

10.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit mikroskopischen Luftblasen dämmen

15.01.2018 | Architektur Bauwesen

Feldarbeiten der größten Bodeninventur Deutschlands sind abgeschlossen

15.01.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Perowskit-Solarzellen: Es muss gar nicht perfekt sein

15.01.2018 | Materialwissenschaften