Durchbruch für die Wirkstoffforschung

Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben in Zusammenarbeit mit der Chonbuk National University in Südkorea erstmals einen wichtigen Informationsträger im menschlichen Körper, das Eiweiß Rhodopsin, in seiner aktivierten Form abgebildet. Die Zeitschrift Nature veröffentlicht die Arbeit in ihrer Ausgabe vom 10. Juli 2008.*

Rhodopsin gehört zu den so genannten G-Protein gekoppelten Rezeptoren. Diese Eiweiße verbinden die Zellen mit Signalen aus der Umwelt wie Licht, Düften und Geschmacksstoffen oder mit Signalen aus dem Organismus selbst wie zum Beispiel Hormonen. Sie sind daher an fast allen physiologischen Vorgängen im Körper und so auch an den meisten Krankheiten beteiligt. Die Forscher um Prof. Hofmann, Leiter des Instituts für Medizinische Physik und Biophysik am Campus Charité Mitte, hoffen, dass die nun bekannte Struktur helfen wird, neue Medikamente zu entwickeln.

Ob ein Rezeptor wie Rhodopsin eine Information in die Zelle übertragen kann, hängt mit so genannten Liganden zusammen. Diese Moleküle verankern sich direkt in den Rezeptoren. Sie sind in der Lage, die Übertragung von Informationen zu aktivieren oder auch zu blockieren. Der Forschungsgruppe ist es zum weltweit ersten Mal gelungen, die molekulare Struktur eines Rezeptors darzustellen, der zur Aufnahme eines aktivierenden Liganden bereit ist. Bisher war lediglich die Struktur der inaktiven Form des Rezeptors bekannt. Damit erhält man nun Einblick in den Mechanismus der Ligandenbindung. Die Wissenschaftler können vorhersagen, wie der Rezeptor seine Struktur verändert, wenn er durch einen Liganden aktiviert wird. „Da es derartige Rezeptoren mit sehr ähnlicher Struktur in jeder Zelle gibt, ist die Entschlüsselung der Struktur eines einzigen von allgemeiner Bedeutung für verschiedene medizinische Fachgebiete“, erklärt Prof. Hofmann.“Daher besteht jetzt die Chance, dass mit Hilfe dieses Modells die Entwicklung neuer Wirkstoffe ermöglicht oder sogar um Jahre beschleunigt wird.“

* Park JH, Scheerer P, Hofmann KP, Choe HW, Ernst OP.: „Crystal structure of the ligand-free G-protein-coupled receptor opsin“ in: Nature , Vol. 454, 10 July 2008, S. 183-187.