Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knick im Molekül macht Parkinson-Protein zum Aggregations-Hemmer

28.07.2015

Strukturell verändertes α-Synuclein bildet keine toxischen Aggregate mehr und hemmt Verklumpung anderer Proteine

Aggregate des körpereigenen Proteins α-Synuclein gelten als Auslöser der Parkinson-Erkrankung im Gehirn. Wie Jülicher und Düsseldorfer Wissenschaftler jetzt beobachtet haben, verliert das Protein seine fatale Tendenz zur Aggregation, wenn die molekulare Struktur an einer kritischen Stelle verändert wird.


Eine zusätzliche chemische Bindung in der Molekülstruktur von α-Synuclein fixiert zwei bindungsfreudige Segmente aneinander (rot markiert). So wird unterbunden, dass sich die Protein-Teilchen zu faserartigen Aggregaten zusammenlagern, die als Ursache der Parkinson-Krankheit gelten (im Hintergrund zu sehen). Das modifizierte Protein verhindert zudem die Aggregation anderer krankheitsrelevanter Proteine, wie Aβ (Alzheimer) und IAPP (Diabetes II).

Copyright: Forschungszentrum Jülich / HHU Düsseldorf

Das modifizierte α -Synuclein hemmt zudem die Aggregation von Proteinen, die mit Alzheimer und Diabetes Typ II in Verbindung stehen. Der Effekt, den die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie" beschreiben, könnte Ansätze für neue therapeutische Strategien liefern und dazu beitragen, die auffälligen Überlappungen zwischen unterschiedlichen neurodegenerativen Krankheiten zu erklären.

Im Verlauf der Parkinson’schen Erkrankung verkleben Einzelmoleküle des Proteins α-Synuclein miteinander und bilden toxische Aggregate. Eine bestimmte Stelle des Moleküls steht besonders in Verdacht, dabei eine entscheidende Rolle zu spielen: Der Abschnitt enthält die bindungsfreudigen Segmente beta 1 und beta 2, die sich im Kern von α-Synuclein-Aggregaten finden. Auch innerhalb des Moleküls binden die beta-Segmente vorübergehend aneinander.

Wie es sich auswirkt, wenn diese Bindung dauerhaft fixiert wird, haben jetzt Wissenschaftler am Institut für Physikalische Biologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und am Institut für Strukturbiochemie des Forschungszentrums Jülich getestet. In den genetischen Bauplan des Protein-Moleküls integrierten sie dazu eine sogenannte Disulfid-Brücke aus zwei Schwefelatomen, mit der die Segmente gewissermaßen zusammengeklemmt werden.

Das von den Forschern α-synCC genannte modifizierte Protein lagert sich nicht mehr zusammen und hat zudem einen Effekt auf andere krankheitsrelevante Proteine, mit denen es in Kontakt kommt: So hemmte es im Versuch die Ablagerung von natürlich vorkommendem α-Synuclein sowie von zwei Proteinen, deren Aggregate als Ursache der Alzheimer'schen Demenz und Diabetes mellitus Typ 2 gelten.

"Auch das unmodifizierte α-Synuclein hatte auf diese beiden Proteine eine aggregationshemmende Wirkung. Die Wirkung des veränderten α-Synucleins war aber wesentlich stärker", sagt Dr. Wolfgang Hoyer, der die Studie leitete.

Auf welche Weise das veränderte α-Synuclein die Aggregation der anderen Proteine eingreift, ist noch nicht klar. "Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass α-synCC sich ans Ende der bis dahin gebildeten Protein-Fibrillen setzt und dann keine weiteren Proteinmoleküle mehr andocken lässt", erklärt Hoyer.

"Die neuen Erkenntnisse sind wichtig für die Weiterentwicklung therapeutischer Strategien und tragen auch dazu bei, die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen neurodegenerativen Krankheiten zu erklären", ergänzt Prof. Dieter Willbold, Direktor der beiden beteiligten Institute in Jülich und Düsseldorf.

Original-Publikation:

Shaykhalishahi, H., Gauhar, A., Wördehoff, M. M., Grüning, C. S. R., Klein, A. N., Bannach, O., Stoldt, M., Willbold, D., Härd, T. and Hoyer, W. (2015), Contact between the β1 and β2 Segments of α-Synuclein that Inhibits Amyloid Formation. Angew Chem Int Ed 2015 July 20; 54(30): 8837-40.
DOI: 10.1002/anie.201503018;
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201503018/abstract

Weitere Informationen:
Forschungszentrum Jülich, Institute of Complex Systems, Bereich Strukturbiochemie (ICS-6)
http://www.fz-juelich.de/ics/ics-6/DE/Home/home_node.html

Institut für Physikalische Biologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
https://www.uni-duesseldorf.de/MathNat/ipb/

Ansprechpartner:

Dr. Wolfgang Hoyer
Institut für Physikalische Biologie
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Tel.: +49 211 81-15153
E-Mail: wolfgang.hoyer@uni-duesseldorf.de

Pressekontakt:

Peter Zekert
Wissenschaftlicher Kommunikationsreferent
Tel. +49 2461 61-9711
E-Mail: p.zekert@fz-juelich.de

Peter Zekert | Forschungszentrum Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Es braucht mehr als einen globalen Eindruck, um einen Fisch zu bewegen
16.10.2019 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

nachricht Blasentang zeigt gekoppelte Reaktionen auf Umweltveränderungen
15.10.2019 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

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: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Im Focus: An ultrafast glimpse of the photochemistry of the atmosphere

Researchers at Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) in Munich have explored the initial consequences of the interaction of light with molecules on the surface of nanoscopic aerosols.

The nanocosmos is constantly in motion. All natural processes are ultimately determined by the interplay between radiation and matter. Light strikes particles...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung trifft Energiewende

15.10.2019 | Veranstaltungen

Bauingenieure im Dialog 2019: Vorträge stellen spannende Projekte aus dem Spezialtiefbau vor

15.10.2019 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2019

14.10.2019 | Veranstaltungen

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

Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

16.10.2019 | Messenachrichten

Es braucht mehr als einen globalen Eindruck, um einen Fisch zu bewegen

16.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Blindgänger mit Laser entschärft: Erfolgreicher Feldversuch zum Projektende

16.10.2019 | Physik Astronomie

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