Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Energy-saving chaperon Hsp90

16.01.2012
Large conformational changes without ATP consummation

Anzeige


With their specially designed three-color single-molecule FRET (Foerster resonance energy transfer) assay with alternating laser excitation (ALEX) for simultaneous observation of ATP binding and conformational changes professor Hugel and his team could prov, that Hsp90 utilizes thermal fluctuations for its large conformational changes. Credit: Christoph Ratzke

A special group of proteins, the so-called chaperons, helps other proteins to obtain their correct conformation. Until now scientists supposed that hydrolyzing ATP provides the energy for the large conformational changes of chaperon Hsp90. Now a research team from the Nanosystems Initiative Munich could prove that Hsp90 utilizes thermal fluctuations as the driving force for its conformational changes. The renowned journal PNAS reports on their findings.

ATP is the major energy source for most organisms and ATPases are the machines, which utilize this fuel, for example to move muscles or cargo in our body. The very abundant chaperone protein Hsp90 has such an ATPase in each of its two monomers. During the last years experiments had suggested that the movement and conformational changes of ATPase proteins are in general strictly linked to ATP binding and hydrolysis (i.e. fuel consumption).

To probe this theory Thorsten Hugel, Professor at the Technische Universitaet Muenchen (TUM) and member of the Nanosystems Initiative Munich (NIM), and his team designed a special three color single-molecule FRET (Förster resonance energy transfer) assay with alternating laser excitation (ALEX) for simultaneous observation of ATP binding and conformational changes. Unexpectedly the experiments revealed that binding and hydrolysis of ATP is not correlated with the large conformational changes of Hsp90. Hsp90 is instead a highly flexible machinery driven by thermal fluctuations.

"Thermal fluctuations are random changes in the structure of the protein – they can be thought of as collisions with water molecules in the environment, which move rather violently at the temperatures in a living organism," says Thorsten Hugel. "Using these clashes to switch back and forth between different conformations, saves Hsp90 valuable ATP." But then what is the task of ATPase in the Hsp90 chaperone? The scientists suspect that co-chaperones and substrate proteins alter the system so that ATP binding or hydrolysis can take a crucial task.

With the newly developed experimental setup, it is now possible to investigate the very complex system in greater detail to resolve this important question. The Munich biophysicists therewith offer a new perspective on the energy conversion in molecular machines.

The work was supported by grants from the DFG (Hu997/9-1, SFB 863) and the Cluster of Excellence Nanosystems Initiative Munich (NIM) and the NanoBio-Technology program of the Elite Network of Bavaria.

Original publication:

Heat shock protein 90's mechano-chemical cycle is dominated by thermal fluctuations
Christoph Ratzke, Felix Berkemeier, and Thorsten Hugel,
PNAS, January 3, 2012 vol. 109, no. 1, 161-166 – Doi: 10.1073/pnas.1107930108

Dr. Andreas Battenberg | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.tum.de

Weitere Berichte zu: ATP ATPase Energy-saving Hsp90 Nanosystem NIM water molecule

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen
22.05.2012 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel

nachricht Der nukleare GAU ist wahrscheinlicher als gedacht
22.05.2012 | Max-Planck-Institut für Chemie

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: Meilenstein in der Nanopartikel-Forschung: Nanopartikel-Testhandbuch setzt Standards


Unter Federführung der Empa erscheint ein neues Standardwerk, das die europäische Forschung an Nanopartikeln vereinheitlichen soll.

Exakte Laborvorschriften zur Herstellung definierter Nanopartikel und zu deren Analytik stellen die Arbeiten auf diesem Gebiet auf eine neue Grundlage und machen sie erstmals vergleichbar. Herausgeber ist Harald Krug, Leiter des Empa-Departements «Materials meet Life».

Das neue Standardwerk soll Schluss machen mit dem «babylonischen Sprachgewirr», das derzeit noch in der Nanoforschung ...

Im Focus: Frühdiagnostik bei Rheuma: SPECT zeigt Knochenveränderungen schon im Frühstadium


Bei rheumatischen Erkrankungen erlauben moderne bildgebende Verfahren weit mehr als nur die Darstellung der knöchernen Gelenkstrukturen.

Mit funktionellen Untersuchungsmethoden wie der hochauflösenden Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT) können pathologische Knochenumbauvorgänge bereits sehr früh nachgewiesen werden, mitunter schon zu einem Zeitpunkt, zu dem selbst die MRT-Diagnostik noch unauffällig ist. Eine Studie der Universitätsradiologie Düsseldorf, die jetzt auf dem 93. Deutschen Röntgenkongress vorgestellt wurde.

In der Rheumatologie hat sich in den letzten ...

Im Focus: Rizinusöl wirkt über einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor


Wirkmechanismus eines der ältesten Arzneimittel der Menschheit aufgeklärt

Rizinusöl ist vor allem als effektives Abführmittel bekannt, wurde aber auch bereits in der Antike bei Schwangeren zur Förderung der Wehentätigkeit eingesetzt.

Erst jetzt ist es Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung gelungen, die entscheidenden Details des Wirkmechanismus zu entschlüsseln. Verantwortlich ist demnach ein Rezeptor mit dem Namen EP3 auf ...

Im Focus: Gelenkige Schildkröte - Zwei neue Arten der Landschildkröte Kinixys in Afrika entdeckt


Pünktlich zum morgigen Weltschildkrötentag wird die Artenliste der Panzerträger um zwei Namen reicher.

Wissenschaftler des Senckenberg Forschungsinstitutes in Dresden haben gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam zwei neue Arten der afrikanischen Gelenkschildkröte identifiziert. Die zugehörige Studie ist kürzlich im Fachjournal „Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research“ erschienen.

Gelenkschildkröten sind die Bewegungskünstler unter den landlebenden Schildkröten. Aufgrund eines Scharniers im Rückenpanzer können die in Afrika ...

Im Focus: Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen


Eine Forschungsgruppe der Universität Ulm hat einen neuartigen molekularen Schalter im Gehirn identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese im Gyrus dentatus spielt, der Unterregion im Hippocampus, in der lebenslang Nervenzellen aus neuralen Stammzellen gebildet werden.

„Unsere Untersuchungen beschreiben erstmals einen neuen und letztlich unerwarteten Signalweg bei der Regulation der Neurogenese im Hippocampus“, sagt Professor Stefan Britsch, Direktor des Instituts für Molekulare und Zelluläre Anatomie, der die Arbeit dieser Tage gemeinsam mit Dr. Ruth Simon im international renommierten Fachblatt EMBO-Journal veröffentlicht. An dem von der Deutschen ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

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

Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen

22.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Researchers Improve Fast-Moving Mobile Networks

22.05.2012 | Kommunikation Medien

New microscope uses rainbow of light to image the flow of individual blood cells

22.05.2012 | Medizintechnik

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Bericht zum Lachsmanagement: Die BLE auf der NASCO-Jahrestagung

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Plagiate und wissenschaftliches Fehlverhalten

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Der IdeenPark weckt Begeisterung für Technik

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp