Riesenprotein Titin hilft mit Knäuelmechanismus bei der Muskelkontraktion

© Fotolia, Peter Atkins Anders als bislang gedacht ist das Protein Titin nicht nur für die Elastizität der Muskeln verantwortlich, sondern hilft auch bei der Kontraktion.

Das Riesenprotein Titin ist an der Muskelkontraktion beteiligt, berichten Forscher aus Bochum und New York in der Zeitschrift „Cell Reports“. Bislang ging man davon aus, dass zwei andere Proteine allein diese Aufgabe bewerkstelligen.

Die Lehrbuchmeinung lautet: Filamente aus Aktin und Myosin gleiten aneinander vorbei und verrichten so die mechanische Arbeit, die es braucht, um die Muskelfaser zu verkürzen. „Wir haben gezeigt, dass ein weiterer Player beteiligt ist“, sagt Prof. Dr. Wolfgang Linke von der Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum.

Gemeinsam mit Kollegen von der Columbia University in New York zeigte er, dass das Protein Titin nicht nur für die Elastizität der Muskeln sorgt, wie bisher gedacht. Stattdessen sind bestimmte Bereiche dieses Riesenproteins auch an der mechanischen Arbeit bei der Muskelkontraktion beteiligt; sie heißen Immunglobulin-Domänen.

Titin: ein Gummiband mit Knoten

„Das Protein Titin muss man sich vorstellen wie ein elastisches Gummiband mit kleinen aufdröselbaren Knoten, den Immunglobulin-Domänen“, beschreibt Linke. Wird der Muskel gedehnt, entfalten sich diese Domänen. Kontrahiert der Muskel, knäulen sich die Immunglobulin-Domänen wieder zusammen und unterstützen so die aneinander vorbeigleitenden Proteine Aktin und Myosin.

Um den Knäuelprozess in Gang zu setzen, müssen die Titinmoleküle zunächst um eine winzige Kraft von weniger als zehn Piconewton gedehnt werden. Bei einer anschließenden Aktin-Myosin-vermittelten Kontraktion trägt die Knäuelbildung dazu bei, dass sich der Muskel verkürzt, und übernimmt somit einen Teil der mechanischen Arbeit. „Ein großer Muskel schafft es dadurch, ein paar Kilogramm mehr zu stemmen, als ohne diesen Mechanismus möglich wären“, veranschaulicht Wolfgang Linke.

Sein Team interessiert sich schon länger für das Riesenprotein Titin, da Mutationen in ihm eine Reihe von Herz- und Muskelerkrankungen auslösen können. Den genauen Mechanismus dahinter, wollen die Physiologen weiter erforschen.

Originalveröffentlichung

J.A. Rivas-Pardo, E.C. Eckels, I. Popa, P. Kosuri, W.A. Linke, J.M. Fernández (2016): Work done by Titin protein folding assists muscle contraction, Cell Reports, DOI: 10.1016/j.celrep.2016.01.025

Weitere Informationen

Prof. Dr. Wolfgang Linke, Kardiovaskuläre Physiologie, Medizinische Fakultät der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-29100, E-Mail: wolfgang.linke@rub.de

Media Contact

Dr. Julia Weiler idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Informationen:

http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Grüne Treibstoffe für den Flugverkehr

Forschende der Empa und des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben die gemeinsame Initiative «SynFuels» gestartet. Ziel ist es, einen Prozess zu entwickeln, um Kerosin aus erneuerbaren Ressourcen herzustellen. So sollen…

Signalweg in Nervenzellen entschlüsselt

Die Wissenschaft kennt jetzt einen Signalweg, der in Nervenzellen eine Überproduktion von bestimmten RNA-Protein-Komplexen verhindern kann. Diese Komplexe spielen bei neurodegenerativen Erkrankungen eine wichtige Rolle. Neurodegenerative Erkrankungen, wie verschiedene Formen…

Ein hochpräziser digitaler Zwilling der Erde

Ein di­gi­ta­ler Zwil­ling der Er­de soll künf­tig das Erd­sys­tem si­mu­lie­ren. Er könn­te die Po­li­tik da­bei un­ter­stüt­zen, ge­eig­ne­te Mass­nah­men zum Schutz vor Ex­tre­m­er­eig­nis­sen zu tref­fen. Ein Stra­te­gie­pa­pier von eu­ro­päi­schen For­schen­den und…

Partner & Förderer