Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bakterien enthielten bereits vor 3,5 Milliarden Jahren hochentwickelte Proteinkomplexe

21.06.2016

Um zu klären, wie biologische Zellen vor 3,5 Mrd. Jahren – im Vergleich zu heute – funktionierten, haben Forscher der Universität Regensburg vorzeitliche bakterielle Proteinkomplexe rekonstruiert. Das Team um Prof. Dr. Reinhard Sterner (Lehrstuhl für Biochemie II) konnte zeigen, dass die Unterschiede überraschend gering sind: Die Untersuchungen weisen auf die Existenz von komplexen zellulären Systemen bereits 500 Mio. Jahre nach Einsetzen der biologischen Evolution hin. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Cell Chemical Biology“ publiziert (DOI: 10.1016/j.chembiol.2016.05.009) und widerspricht gängigen Hypothesen, nach denen ursprüngliche Organismen vor allem einfache Enzyme aufweisen.

Fossilien aus 3,5 Milliarden Jahre alten Bakterien sind nicht verfügbar. Mit Hilfe von computerbasierten Analysen lassen sich ihre Enzyme allerdings „wiederbeleben“. Die Regensburger Forscher konnten auf der Grundlage eines Vergleichs der Aminosäuresequenzen von mehr als 50 Bakterien einen Proteinkomplex nachbilden, die sehr wahrscheinlich dem aus dem letzten gemeinsamen Vorfahren aller Bakterien sehr ähnlich ist. Der „alte“ Enzymkomplex wurde anschließend strukturell und funktionell charakterisiert.


Die Rekonstruktion alter Proteinsequenzen ermöglichte die „Wiederauferweckung“ des gemeinsamen Vorfahrens aller bakterieller Tryptophansynthasen.

Bildnachweis: Prof. Dr. Reinhard Sterner – Zur ausschließlichen Verwendung im Rahmen der Berichterstattung zu dieser Pressemitteilung

„Nach einer allgemein anerkannten Theorie waren vorzeitliche Enzyme weniger ausgefeilt und effizient als ihre modernen Nachfahren“, erläutert Sterner.

„Mit Hilfe unserer Verfahren konnten wir allerdings weit in die Vergangenheit zurückreisen und nachweisen, dass schon der letzte gemeinsame Vorläufer aller Bakterien sehr ausgeklügelte Eigenschaften aufwies – hohe enzymatische Aktivität und eine ähnlich intensive Kommunikation zwischen den Proteinuntereinheiten wie in modernen Enzymkomplexen.“

„Wir schließen aus unseren Daten, dass in der frühen Phase der biologischen Evolution – vor 4 Milliarden bis 3.5 Milliarden Jahren – vermutlich zunächst primitive Enzyme existierten, dass aber 500 Millionen Jahre Zeit genug zur Ausbildung hochkomplexer Enzyme waren“, erklärt der an der Studie ebenfalls maßgeblich beteiligte Regensburger Wissenschaftler Prof. Dr. Rainer Merkl.

Was innerhalb dieser 500 Millionen Jahre genau passierte bzw. wie die Bakterien derart perfekte Enzymkomplexe entwickelten, ist noch unklar. Nachdem sie aber einmal gebildet waren, haben sich diese Komplexe wohl über Milliarden von Jahren biologischer Evolution nicht mehr entscheidend verändert.

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. Reinhard Sterner
Universität Regensburg
Lehrstuhl für Biochemie II
Tel.: 0941 943-3015
Reinhard.Sterner@ur.de

Alexander Schlaak | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-regensburg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme
21.08.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht In Form gebracht
21.08.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Zukünftige Informationstechnologien: Wärmetransport auf der Nanoskala unter die Lupe genommen

21.08.2018 | Physik Astronomie

Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Auf dem Weg zur personalisierten Medizin

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

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