Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Ansatz zur Vorbeugung gegen Diabetes und Alzheimer-Demenz

19.09.2016

Physikalische Biologie: Veröffentlichung in Scientific Reports

Amyloid-Ablagerungen in den Insulin-bildenden Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse gelten als mögliche Ursache für die Entstehung von Diabetes mellitus Typ II. Hauptbestandteil dieser Amyloid-Ablagerungen ist das Peptidhormon Amylin.


Atomar aufgelöste drei-dimensionale Strukturen von an Beta-Wrapine gebundenen Proteinen Amylin (grün), Beta-Amyloid (rot) und Alpha-Synuclein (orange).

Wolfgang Hoyer / HHU

Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und des Forschungszentrums Jülich zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung in Scientific Reports, dass ein speziell dafür entwickeltes Bindeprotein die Amyloid-Bildung hemmen kann.

Die Beta-Zellen innerhalb der Langerhans-Inseln in der Bauchspeicheldrüse stellen das für den Zuckerstoffwechsel essentielle Hormon Insulin her. Insulin regt Körperzellen dazu an, Glukose aus dem Blut aufzunehmen und zu verstoffwechseln.

Sterben die Beta-Zellen ab, kann der Körper den Zucker Glukose nicht mehr effizient genug verarbeiten, wodurch die Zuckerkonzentration im Blut steigt. Der betroffene Mensch erkrankt dadurch an Diabetes mellitus Typ II, einer potenziell lebensbedrohlichen Erkrankung, da ein zu hoher Blutzuckerspiegel die menschlichen Organe schädigt.

Zusammen mit Insulin wird in den Langerhans-Inseln das Peptidhormon Amylin gebildet und ausgeschüttet. Unter noch nicht genau bekannten Bedingungen können sich einzelne Amylin-Moleküle zu Amyloid-Aggregaten verbinden, welche sich in den Langerhans-Inseln ablagern und zum Absterben der Beta-Zellen führen.

Die Düsseldorfer und Jülicher Forscher um Dr. Wolfgang Hoyer vom Institut für Physikalische Biologie der Heinrich-Heine-Universität und der Abteilung Strukturbiochemie (ICS-6) des Forschungszentrums Jülich haben ein neuartiges Bindeprotein, genannt Beta-Wrapin „HI18“, entwickelt, welches schon bei sehr geringen Konzentrationen die Amyloid-Aggregation stark hemmt. Dieses Bindemolekül kann damit ein Ansatz sein, um möglicherweise den Ausbruch von Diabetes mellitus Typ II bei Risikopatienten zu verhindern.

Die Forscher haben mithilfe der Kernspinresonanz-Spektroskopie die drei-dimensionale Struktur des an das Beta-Wrapin gebundenen Amylins in atomarer Auflösung untersucht. Sie fanden, dass Amylin dabei in einer so genannten Beta-Haarnadel-Struktur vorliegt, wie man sie ebenfalls in den Proteinen Beta-Amyloid und Alpha-Synuclein findet. Aggregate aus dem Beta-Amyloid-Protein gelten als verantwortlich für die Entstehung der Alzheimer-Demenz, während Alpha-Synuclein-Aggregate als ursächlich verantwortlich für die Parkinson-Erkrankung angesehen werden.

„Möglicherweise können die von uns entwickelten Beta-Wrapine nicht nur gegen die Diabetes-Entstehung wirken, sondern auch der Alzheimer-Demenz und der Parkinson-Krankheit vorbeugen oder deren Fortschreiten verzögern oder sogar aufhalten“, so Dr. Hoyer, der die Studie koordinierte.

Originalveröffentlichung

E. A. Mirecka, S. Feuerstein, L. Gremer, G. F. Schröder, M. Stoldt, D. Willbold & W. Hoyer, β-Hairpin of Islet Amyloid Polypeptide Bound to an Aggregation Inhibitor, Scientific Reports, 6:33474. September 2016

DOI: 10.1038/srep33474

Kontakt

Dr. Wolfgang Hoyer
Institut für Physikalische Biologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und
Abteilung Strukturbiochemie, ICS-6, Forschungszentrum Jülich
Tel.: 0211/81-15153
E-Mail: wolfgang.hoyer@hhu.de

Weitere Informationen:

http://dx.doi.org/10.1038/srep33474

Dr.rer.nat. Arne Claussen | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.hhu.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auflösen von Proteinstau am Eingang von Mitochondrien
23.05.2019 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Fossiles Zooplankton zeigt, dass marine Ökosysteme im Anthropozän angekommen sind
23.05.2019 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

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: Geometrie eines Elektrons erstmals bestimmt

Physiker der Universität Basel können erstmals zeigen, wie ein einzelnes Elektron in einem künstlichen Atom aussieht. Mithilfe einer neu entwickelten Methode sind sie in der Lage, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons im Raum darzustellen. Dadurch lässt sich die Kontrolle von Elektronenspins verbessern, die als kleinste Informationseinheit eines zukünftigen Quantencomputers dienen könnten. Die Experimente wurden in «Physical Review Letters» und die Theorie dazu in «Physical Review B» veröffentlicht.

Der Spin eines Elektrons ist ein vielversprechender Kandidat, um als kleinste Informationseinheit (Qubit) eines Quantencomputers genutzt zu werden. Diesen Spin...

Im Focus: The geometry of an electron determined for the first time

Physicists at the University of Basel are able to show for the first time how a single electron looks in an artificial atom. A newly developed method enables them to show the probability of an electron being present in a space. This allows improved control of electron spins, which could serve as the smallest information unit in a future quantum computer. The experiments were published in Physical Review Letters and the related theory in Physical Review B.

The spin of an electron is a promising candidate for use as the smallest information unit (qubit) of a quantum computer. Controlling and switching this spin or...

Im Focus: Optische Superlinsen aus Gold

Oldenburger Forscher entwickeln neues optisches Mikroskop mit extrem hoher Auflösung

Eine kegelförmige Spitze aus Gold bildet das Kernstück eines neuen, extrem leistungsfähigen optischen Mikroskops, das Oldenburger Wissenschaftler in der...

Im Focus: Impfen über die Haut – Gezielter Wirkstofftransport mit Hilfe von Nanopartikeln

Forschenden am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam ist es gelungen Nanopartikel so weiterzuentwickeln, dass sie von speziellen Zellen der menschlichen Haut aufgenommen werden können. Diese sogenannten Langerhans Zellen koordinieren die Immunantwort und alarmieren den Körper, wenn Erreger oder Tumore im Organismus auftreten. Mit dieser neuen Technologieplattform könnten nun gezielt Wirkstoffe, zum Beispiel Impfstoffe oder Medikamente, in Langerhans Zellen eingebracht werden, um eine kontrollierte Immunantwort zu erreichen.

Die Haut ist ein besonders attraktiver Ort für die Applikation vieler Medikamente, die das Immunsystem beeinflussen. Die geeigneten Zielzellen liegen in der...

Im Focus: Chaperone halten das Tumorsuppressor-Protein p53 in Schach: Komplexer Regelkreis schützt vor Krebs

Über Leben und Tod einer Zelle entscheidet das Anti-Tumor-Protein p53: Erkennt es Schäden im Erbgut, treibt es die Zelle in den Selbstmord. Eine neue Forschungsarbeit an der Technischen Universität München (TUM) zeigt, dass diese körpereigene Krebsabwehr nur funktioniert, wenn bestimmte Proteine, die Chaperone, dies zulassen.

Eine Krebstherapie ohne Nebenwirkungen, die gezielt nur Tumorzellen angreift – noch können Ärzte und Patienten davon nur träumen. Dabei hat die Natur ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kindermediziner tagen in Leipzig

22.05.2019 | Veranstaltungen

Jubiläumskongress zur Radiologie der Zukunft

22.05.2019 | Veranstaltungen

Wissensparcour bei der time4you gestartet

22.05.2019 | Veranstaltungen

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

Geometrie eines Elektrons erstmals bestimmt

23.05.2019 | Physik Astronomie

Galaxien als „kosmische Kochtöpfe“

23.05.2019 | Physik Astronomie

Auflösen von Proteinstau am Eingang von Mitochondrien

23.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

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