Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Spur des linearen Ubiquitins

21.03.2017

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung erfolgt auf viele verschiedene Arten, entweder einzeln oder in verzweigten Ketten aus mehreren Ubiquitin-Molekülen.


Schematische Darstellung von zwei linear verknüpften Ubiquitin-Molekülen. Die interne Markierungsstelle ist schwarz markiert.

Grafik: Koraljka Husnjak, erstellt mit PyMOL Software

Dadurch entstehen sehr unterschiedliche Strukturen, die wiederum verschiedenste Effekte in Zellen erzielen können. Wissenschaftler sprechen mittlerweile von einem regelrechten Geheimcode. Um diesen zu entschlüsseln, haben Forscher der Goethe-Universität in Zusammenarbeit mit Kollegen von der Universität von Tübingen, der Queen Mary Universität und dem Francis Crick Institut in London eine neue Methode entwickelt.

Erst vor wenigen Jahren entdeckten Forscher, dass Ubiquitin nicht nur verzweigte, sondern auch lineare Ketten bilden kann, bei denen jeweils der Anfang eines Ubiquitin-Moleküls an das Ende eines anderen geknüpft wird. Bislang sind erst zwei Enzyme bekannt, die den Auf- und Abbau solcher linearer Ubiquitin-Ketten regulieren. Beide werden im Institut für Biochemie II der Goethe-Universität intensiv erforscht.

Welche Zielproteine mit linearen Ubiquitin-Ketten modifiziert werden, und warum, blieb jedoch weitestgehend unklar. Die von dem Forscherteam um Koraljka Husnjak von der Goethe-Universität Frankfurt neu entwickelte Methode ermöglicht nun die systematische Analyse dieses speziellen Kettentypus.

„Der bislang vergleichsweise schleppende Fortschritt war vor allem darauf zurückzuführen, dass es keine geeigneten Methoden gab, um mit linearen Ubiquitin-Ketten modifizierte Proteine spezifisch im Massenspektrometer zu erfassen“, erklärt die gebürtige Kroatin Husnjak. Ihr Team hat das Problem gelöst, indem es das Ubiquitin-Molekül intern so veränderte, dass es einerseits innerhalb der Zelle funktionstüchtig bleibt, andererseits aber bei einer Analyse von Proteingemischen im Massenspektrometer erkannt werden kann.

Künftig lässt sich also genau nachweisen, welche Zielproteine durch lineares Ubiquitin verändert werden und an welcher Position des Proteins die entsprechende Modifikation sitzt. Die Wissenschaftler bewerten diesen neuen, äußerst sensitiven Ansatz als einen wichtigen Durchbruch, der zu einem bedeutend besseren Verständnis der Funktion der linearen Ubiquitinierung und ihrer Rolle bei Erkrankungen führen wird.

Dr. Husnjak konnte so bereits mehrere Proteine identifizieren, von denen bislang nicht bekannt war, dass sie linear ubiquitiniert werden. Unter anderem entdeckte sie neue essentielle Komponenten innerhalb eines Signalweges, der bei Entzündungen zentral ist.

„Die durch lineare Ubiquitin-Ketten übertragenen Signale spielen zum Beispiel eine wichtige Rolle bei der Regulation von Immunantworten, der Abwehr von Infektionen und bei immunologischen Erkrankungen. Bislang wissen wir nur ansatzweise, wie aus kleinen Fehlern in diesem System schwere Krankheiten entstehen und wie man gezielt therapeutisch eingreifen kann“, so die Forscherin über das Potential der neuen Methode.

Fehler im Ubiquitin-System werden mit zahlreichen Erkrankungen in Zusammenhang gebracht, so zum Beispiel mit der Entstehung von Krebs, mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson, aber auch mit dem Verlauf von Infektionen und Entzündungen.

Publikation:
Katarzyna Kliza, Christoph Taumer, Irene Pinzuti, Mirita Franz-Wachtel, Simone Kunzelmann, Benjamin Stieglitz, Boris Macek & Koraljka Husnjak. Internally tagged ubiquitin: a tool to identify linear polyubiquitin-modified proteins by mass spectrometry. Nature Methods 2017. doi:10.1038/nmeth.4228


Informationen: Dr. Kerstin Koch, Institut für Biochemie II, Fachbereich 16, Universitätsklinikum Frankfurt, Tel.: (069) 6301 84250, k.koch@em.uni-frankfurt.de.

Aktuelle Nachrichten aus Wissenschaft, Lehre und Gesellschaft in GOETHE-UNI online (www.aktuelles.uni-frankfurt.de)

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 mit privaten Mitteln überwiegend jüdischer Stifter gegründet, hat sie seitdem Pionierleistungen erbracht auf den Feldern der Sozial-, Gesellschafts- und Wirtschaftswissenschaften, Medizin, Quantenphysik, Hirnforschung und Arbeitsrecht. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein hohes Maß an Selbstverantwortung. Heute ist sie eine der zehn drittmittelstärksten und drei größten Universitäten Deutschlands mit drei Exzellenzclustern in Medizin, Lebenswissenschaften sowie Geistes- und Sozialwissenschaften. Zusammen mit der Technischen Universität Darmstadt und der Universität Mainz ist sie Partner der länderübergreifenden strategischen Universitätsallianz Rhein-Main. Internet: www.uni-frankfurt.de

Herausgeberin: Die Präsidentin der Goethe-Universität Redaktion: Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation, Abteilung PR & Kommunikation, Theodor-W.-Adorno-Platz 1, 60323 Frankfurt am Main, Tel: (069) 798-13035, Fax: (069) 798-763 12531, kaltenborn@pvw.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nonstop-Transport von Frachten in Nanomaschinen
20.11.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik

nachricht Wie sich ein Kristall in Wasser löst
20.11.2018 | Ruhr-Universität Bochum

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: Nonstop-Transport von Frachten in Nanomaschinen

Max-Planck-Forscher entdecken die Nanostruktur von molekularen Zügen und den Grund für reibungslosen Transport in den „Antennen der Zelle“

Eine Zelle bewegt sich ständig umher, tastet ihre Umgebung ab und sendet Signale an andere Zellen. Das ist wichtig, damit eine Zelle richtig funktionieren kann.

Im Focus: Nonstop Tranport of Cargo in Nanomachines

Max Planck researchers revel the nano-structure of molecular trains and the reason for smooth transport in cellular antennas.

Moving around, sensing the extracellular environment, and signaling to other cells are important for a cell to function properly. Responsible for those tasks...

Im Focus: InSight: Touchdown auf dem Mars

Am 26. November landet die NASA-Sonde InSight auf dem Mars. Erstmals wird sie die Stärke und Häufigkeit von Marsbeben messen.

Monatelanger Flug durchs All, flammender Abstieg durch die Reibungshitze der Atmosphäre und sanftes Aufsetzen auf der Oberfläche – siebenmal ist das Kunststück...

Im Focus: Weltweit erstmals Entstehung von chemischen Bindungen in Echtzeit beobachtet und simuliert

Einem Team von Physikern unter der Leitung von Prof. Dr. Wolf Gero Schmidt, Universität Paderborn, und Prof. Dr. Martin Wolf, Fritz-Haber-Institut Berlin, ist ein entscheidender Durchbruch gelungen: Sie haben weltweit zum ersten Mal und „in Echtzeit“ die Änderung der Elektronenstruktur während einer chemischen Reaktion beobachtet. Mithilfe umfangreicher Computersimulationen haben die Wissenschaftler die Ursachen und Mechanismen der Elektronenumverteilung aufgeklärt und visualisiert. Ihre Ergebnisse wurden nun in der renommierten, interdisziplinären Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

„Chemische Reaktionen sind durch die Bildung bzw. den Bruch chemischer Bindungen zwischen Atomen und den damit verbundenen Änderungen atomarer Abstände...

Im Focus: Rasende Elektronen unter Kontrolle

Die Elektronik zukünftig über Lichtwellen kontrollieren statt Spannungssignalen: Das ist das Ziel von Physikern weltweit. Der Vorteil: Elektromagnetische Wellen des Licht schwingen mit Petahertz-Frequenz. Damit könnten zukünftige Computer eine Million Mal schneller sein als die heutige Generation. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind diesem Ziel nun einen Schritt nähergekommen: Ihnen ist es gelungen, Elektronen in Graphen mit ultrakurzen Laserpulsen präzise zu steuern.

Eine Stromregelung in der Elektronik, die millionenfach schneller ist als heutzutage: Davon träumen viele. Schließlich ist die Stromregelung eine der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Personalisierte Implantologie – 32. Kongress der DGI

19.11.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz diskutiert digitale Innovationen für die öffentliche Verwaltung

19.11.2018 | Veranstaltungen

Naturkonstanten als Hauptdarsteller

19.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Für eine neue Generation organischer Leuchtdioden: Uni Bayreuth koordiniert EU-Forschungsnetzwerk

20.11.2018 | Förderungen Preise

Nonstop-Transport von Frachten in Nanomaschinen

20.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie sich ein Kristall in Wasser löst

20.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics