Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Licht in’s Dunkle hitzestabiler Proteine

31.05.2000


Der Bayreuther Biochemiker Dieter Perl konnte, zusammen mit Kollegen vom Max-Delbrück-Centrum für molekulare Medizin in Berlin, jetzt zeigen, wodurch die Thermostabilität eines bakteriellen Kälteschockproteins
(relativ zu seinem mesophilen Homologen) verursacht wird. Systematische Mutagenesen und Stabilitätsmessungen ergaben, daß die stark erhöhte Stabilität dieses Proteins auf lediglich zwei Austauschen geladener Aminosäuren an der Proteinoberfläche zurückgeführt werden kann.

Biochemische Forschung
Licht in’s Dunkle hitzestabiler Proteine
Optimierung im Ladungsmuster an der Proteinoberfläche spielt große Rolle

Bayreuth (UBT) Extremophile sind Mikroorganismen, die unter extremen äußeren Bedingungen wachsen können. Sie sind von großer Bedeutung in der Biotechnologie, da sie äußerst stabile Proteine mit hohem technischen Nutzen produzieren. Viele Enzyme, die in Biochemie und Molekularbiologie verwendet werden, stammen aus Extremophilen.

Zu den Extremophilen zählen vor allem die thermophilen Mikroorganismen, deren optimale Wachstumstemperaturen zum Teil weit über 50°C liegen. Die Proteine aus diesen Organismen sind sehr hitzeresistent. Ihre geordnete Raumstruktur, die Voraussetzung für die korrekte Funktion ist, bleibt selbst bei sehr hohen Temperaturen erhalten und ermöglicht diesen Organismen das Überleben unter diesen extremen Umweltbedingungen.

Woraus resultiert die hohe Stabilität dieser Proteine? Die Beantwortung dieser Frage ist von großem Interesse in der Biochemie, weil es dann möglich wäre,die Stabilität empfindlicher Proteine, und damit ihren technischen Nutzen, zu verbessern. Die molekularen Ursachen der Thermostabilität von Proteinen liegen allerdings noch weitgehend im Dunkeln, da sich homologe Proteine aus mesophilen und thermophilen Organismen meist sehr stark in ihrem Aufbau, d. h. in ihrer Aminosäuresequenz unterscheiden.

Der Bayreuther Biochemiker Dieter Perl in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Franz-Xaver Schmid konnte, zusammen mit Kollegen vom Max-Delbrück-Centrum für molekulare Medizin in Berlin, nun zeigen, wodurch die Thermostabilität eines bakteriellen Kälteschockproteins (relativ zu seinem mesophilen Homologen) verursacht wird (Nature Structural Biology 7, 380-383 (2000)). Systematische Mutagenesen und Stabilitätsmessungen ergaben, daß die stark erhöhte Stabilität dieses Proteins auf lediglich zwei Austauschen geladener Aminosäuren an der Proteinoberfläche zurückgeführt werden kann. Alle anderen Sequenzunterschiede zwischen den beiden Proteinen sind lediglich das Produkt neutraler evolutionärer Divergenz und haben mit der Thermostabilität nichts zu tun. Aus dieser Arbeit wird klar, daß Optimierungen im Ladungsmuster an der Proteinoberfläche für die Thermostabilität eine große Rolle spielen.

Interessanterweise konnte das wenig stabile mesophile Kälteschockprotein durch die Einführung von nur diesen beiden Aminosäuren fast genauso stabil gemacht werden wie das thermophile Protein. Diese Erkenntnis, dass wenige Mutationen zur Verbesserung der elektrostatischen Wechselwirkungen genügen, um ein Protein so stabil wie sein thermophiles Homologes zu machen, werden von den Wissenschaftlern als sehr ermutigend für die Entwicklung von Strategien zur Proteinstabilisierung eingeschätzt.

M. A. Jürgen Abel |

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Türsteher im Gehirn
06.08.2020 | Institute of Science and Technology Austria

nachricht Peptide: Forschungs-Erfolg mit den kleinen Geschwistern der Proteine
06.08.2020 | Hochschule Coburg

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: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

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

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

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