Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fehlfaltung mit fatalen Folgen - Wie bei Parkinson ein Schutzfaktor für Nervenzellen ausfällt

20.05.2008
Die Parkinson-Krankheit ist - nach der Alzheimerschen Erkrankung - das zweithäufigste neurodegenerative Leiden. Zu den Symptomen gehören Muskelzittern sowie eine eingeschränkte Bewegungsfähigkeit bis hin zur völligen Erstarrung.

Die Ursache ist ein Absterben von Neuronen in bestimmten Bereichen des Mittelhirns. Der Auslöser des Zelltods ist aber noch unbekannt. Wie man weiß, spielen bei der erblichen Manifestation der Erkrankung Veränderung im Parkin-Gen eine wichtige Rolle.

Wissenschaftler um die Privatdozentin Dr. Konstanze Winklhofer am Lehrstuhl für Stoffwechselbiochemie von Professor Christian Haass an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München konnten in einer vorangegangenen Studie zeigen, dass das Protein Parkin ein wichtiger zellulärer Schutzfaktor ist und das Absterben von Nervenzellen verhindern kann. Nun analysieren Winklhofer und ihr Team in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Journal of Biological Chemistry" die Folgen von krankhaften Veränderungen im Parkin-Gen. Wie die Forscher zeigen, entsteht dann ein Parkin-Protein mit veränderter Struktur. Dies hat zur Folge, dass sich entweder unlösliche Parkin-Aggregate bilden oder dass Parkin vorzeitig abgebaut wird. In beiden Fällen kommt es zu einem Funktionsverlust von Parkin, so dass Nervenzellen diesen wichtigen Schutzfaktor verlieren.

Die Parkinson-Erkrankung tritt in der Regel nach dem 50. Lebensjahr und sporadisch auf. Bestimmte Varianten des Leidens erscheinen aber gehäuft in Familien und treffen die Patienten dann oft schon in jungen Jahren. Alleine in Deutschland gibt es rund 400.000 Parkinson-Patienten. Bei den Betroffenen sterben in einem Bereich des Mittelhirns, der sogenannten Substantia nigra, aus bislang ungeklärter Ursache Neuronen ab, die Dopamin produzieren. Ohne diesen wichtigen Botenstoff werden manche Bereiche des Gehirns aber nur noch eingeschränkt aktiviert, und die ersten Symptome der Erkrankung treten auf.

Zu diesem Zeitpunkt sind bereits zwei Drittel der betroffenen Neuronen untergegangen. Den familiären Varianten der Parkinson-Erkrankung liegen Veränderungen (Mutationen) in bestimmten Genen zugrunde, aber auch bei sporadischen Fällen können genetische Ursachen eine Rolle spielen. "Deshalb ist es so wichtig, die Funktion der mit diesem Leiden assoziierten Gene zu entschlüsseln", betont Winklhofer. "Fünf Gene wurden bereits eindeutig mit der Parkinson-Erkrankung in Zusammenhang gebracht, und Parkin ist eines davon. Von diesem Gen sind mehr als 100 verschiedene Veränderungen mit negativer Auswirkung bekannt."

Zu derartigen schädlichen Folgen kommt es unter anderem, wenn sich die genetische Veränderung auf die Synthese des zugehörigen Proteins auswirkt. Denn Gene liefern die Bauanleitung für Proteine. Diese können ihre vielfältigen Aufgaben aber nur erfüllen, wenn sie in jeweils spezifischer dreidimensionaler Struktur vorliegen. Dazu müssen sich ihre Untereinheiten nach der Synthese korrekt falten. Kommt es bei diesem Prozess zu Fehlern, können schwerwiegende Erkrankungen wie etwa die Parkinson-Krankheit resultieren. "Unsere Vorarbeiten haben gezeigt, dass die Fehlfaltung von Parkin eine wesentliche Ursache der Inaktivierung dieses Proteins ist", so Winklhofer. "Außerdem ist bekannt, dass viele Fälle der erblichen Parkinson-Erkrankung durch Veränderungen im Parkin-Gen ausgelöst werden, dem damit besondere Bedeutung zukommt. Aber auch im Gehirn von Patienten mit sporadischer Parkinson-Erkrankung konnte bereits missgefaltetes Parkin nachgewiesen werden, so dass die Inaktivierung von Parkin nicht nur bei der erbliche Form, sondern auch bei der häufigeren sporadischen Parkinson-Erkrankung eine Rolle spielen könnte."

In ihren vorangegangenen Untersuchungen konnte Winklhofer zeigen, dass Parkin einen zellulären Überlebensmechanismus aktiviert und damit die Nervenzellen schützt. "Mutationen im Parkin-Gen blockieren diesen Prozess", berichtet die Medizinerin. "Das wiederum macht Neuronen anfälliger für den stressinduzierten Zelltod. Weil die Missfaltung von Parkin hier eine wichtige Rolle spielt, haben wir in der vorliegenen Arbeit die möglichen Auswirkungen dieser Störung analysiert. Dabei hat sich gezeigt, dass die Missfaltung von Parkin zwei unterschiedliche Konsequenzen haben kann: zum einen die Aggregation von unlöslichem Parkin, zum anderen dessen Destabilisierung und beschleunigten Abbau. Beides hat einen Funktionsverlust von Parkin zur Folge." Noch ist unbekannt, inwieweit diese Vorgänge im Patienten nachweisbar und therapeutisch beeinflussbar sind. "Es ist aber sehr interessant, dass die Missfaltung von Parkin so unterschiedliche Folgen haben kann", meint Winklhofer. "Möglicherweise bewirken die diversen genetische Defekte ja verschiedene Fehlfaltungen oder sie beeinflussen Parkin in unterschiedlichen Phasen des Faltungsprozesses. Eine interessante Frage ist auch, warum gerade Dopamin-produzierende Nervenzellen besonders anfällig sind gegenüber einer Inaktivierung von Parkin. Wir werden dies noch genauer untersuchen."

Publikation:
"Aberrant Folding of Pathogenic Parkin Mutants. Aggregation versus Degradation",
Julia S. Schlehe, A. Kathrin Lutz, Anna Pilsl, Kerstin Lämmermann, Katja Grgur, Iris H. Henn, Jörg Tatzelt, and Konstanze F. Winklhofer,

Journal of Biological Chemistry, 16. Mai 2008

Ansprechpartner:
Priv.-Doz. Dr. Konstanze F. Winklhofer, M.D., Ph.D.
Adolf-Butenandt-Institut, Lehrstuhl für Stoffwechselbiochemie der LMU
Tel.: 089 / 2180 - 75483
Fax: 089 / 2180 - 75415
E-Mail: konstanze.winklhofer@med.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/
http://haass.web.med.uni-muenchen.de/Research/NBC/Winklhofer

Weitere Berichte zu: Fehlfaltung Gen Nervenzelle Neuron Parkin-Gen Parkinson Parkinson-Erkrankung Protein

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher der Universität Bayreuth entdecken außergewöhnliche Regeneration von Nervenzellen
09.07.2020 | Universität Bayreuth

nachricht Blick ins Innere einer Batterie
09.07.2020 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

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: Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

Verlustfreie Stromleitung bei Raumtemperatur? Ein Material, das diese Eigenschaft aufweist, also bei Raumtemperatur supraleitend ist, könnte die Energieversorgung revolutionieren. Wissenschaftlern vom Exzellenzcluster „CUI: Advanced Imaging of Matter“ an der Universität Hamburg ist es nun erstmals gelungen, starke Hinweise auf Suprafluidität in einer zweidimensionalen Gaswolke zu beobachten. Sie berichten im renommierten Magazin „Science“ über ihre Experimente, in denen zentrale Aspekte der Supraleitung in einem Modellsystem untersucht werden können.

Es gibt Dinge, die eigentlich nicht passieren sollten. So kann z. B. Wasser nicht durch die Glaswand von einem Glas in ein anderes fließen. Erstaunlicherweise...

Im Focus: The spin state story: Observation of the quantum spin liquid state in novel material

New insight into the spin behavior in an exotic state of matter puts us closer to next-generation spintronic devices

Aside from the deep understanding of the natural world that quantum physics theory offers, scientists worldwide are working tirelessly to bring forth a...

Im Focus: Im Takt der Atome: Göttinger Physiker nutzen Schwingungen von Atomen zur Kontrolle eines Phasenübergangs

Chemische Reaktionen mit kurzen Lichtblitzen filmen und steuern – dieses Ziel liegt dem Forschungsfeld der „Femtochemie“ zugrunde. Mit Hilfe mehrerer aufeinanderfolgender Laserpulse sollen dabei atomare Bindungen punktgenau angeregt und nach Wunsch aufgespalten werden. Bisher konnte dies für ausgewählte Moleküle realisiert werden. Forschern der Universität Göttingen und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen ist es nun gelungen, dieses Prinzip auf einen Festkörper zu übertragen und dessen Kristallstruktur an der Oberfläche zu kontrollieren. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature erschienen.

Das Team um Jan Gerrit Horstmann und Prof. Dr. Claus Ropers bedampfte hierfür einen Silizium-Kristall mit einer hauchdünnen Lage Indium und kühlte den Kristall...

Im Focus: Neue Methode führt zehnmal schneller zum Corona-Testergebnis

Forschende der Universität Bielefeld stellen beschleunigtes Verfahren vor

Einen Test auf SARS-CoV-2 durchzuführen und auszuwerten dauert aktuell mehr als zwei Stunden – und so kann ein Labor pro Tag nur eine sehr begrenzte Zahl von...

Im Focus: Robuste Materialien in Schwingung versetzt

Kieler Physikteam beobachtet in Echtzeit extrem schnelle elektronische Änderungen in besonderer Materialklasse

In der Physik werden sie zurzeit intensiv erforscht, in der Elektronik könnten sie ganz neue Funktionen ermöglichen: Sogenannte topologische Materialien...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Intensiv- und Notfallmedizin: „Virtueller DIVI-Kongress ist ein Novum für 6.000 Teilnehmer“

08.07.2020 | Veranstaltungen

Größte nationale Tagung für Nuklearmedizin

07.07.2020 | Veranstaltungen

Corona-Apps gegen COVID-19: Nationalakademie Leopoldina veranstaltet internationales virtuelles Podiumsgespräch

07.07.2020 | Veranstaltungen

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

Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

09.07.2020 | Physik Astronomie

Forscher der Universität Bayreuth entdecken außergewöhnliche Regeneration von Nervenzellen

09.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Selbstadaptive Systeme: KI übernimmt Arbeit von Software-Ingenieuren

09.07.2020 | Informationstechnologie

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