Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Protein bei der Arbeit

29.04.2010
Biophysiker der Universität Freiburg bauen Sonde in Protein ein – Veröffentlichung in „Nature“

Proteine sind die molekularen Maschinen in unseren Zellen. Um ihre Funktionsweise verstehen zu können, muss man die bei ihrer Arbeit ablaufenden Veränderungen auf einem molekularen Niveau verfolgen können.

Dies ist möglich mithilfe von Infrarotspektroskopie, speziell der so genannten Fourier-Transform Infrarot (FTIR) Spektroskopie, die die Schwingungen der einzelnen chemischen Bindungen in einem Protein und deren Veränderungen während der Arbeit des Proteins messen kann. Ein FTIR-Spektrum eines typischen Proteins setzt sich jedoch aus mehreren tausend Schwingungen zusammen, die sich gegenseitig überlagern, so dass es mühsam und oft unmöglich ist, die interessierenden Schwingungsbanden zu isolieren.

Den Biophysikern PD Dr. Reiner Vogel und Dr. Ekaterina Zaitseva vom Institut für Molekulare Medizin und Zellforschung der Universität Freiburg ist es in einer engen Zusammenarbeit mit Shixin Ye und Thomas P. Sakmar in New York sowie Xavier Deupi in Barcelona gelungen, eine molekulare Sonde in ein Protein einzubauen und deren Veränderungen während der Arbeit des Proteins im Detail spektroskopisch zu verfolgen. Während die Proteine unserer Zellen normalerweise aus einem eng begrenzten Repertoire von Bausteinen, den Aminosäuren, zusammengesetzt werden, wurden die Zellen hier veranlasst, einen eingeschleusten künstlichen Baustein gezielt einzubauen.

Dieser künstliche Baustein, p-azido-Phenylalanin, wurde für die spektroskopischen Methoden maßgeschneidert und trägt eine so genannte Azido-Gruppe aus drei Stickstoffatomen, die in einem isolierten spektralen Bereich absorbiert und nicht von anderen Schwingungen überlagert ist. Diese Technik wurde auf den Lichtrezeptor Rhodopsin angewandt, ein Membran-Protein in den für das Sehen zuständigen Sinneszellen der Netzhaut.

Absorbiert das Rhodopsin ein Photon, so durchläuft es eine Reihe von Zwischenstufen, so genannte Intermediaten, in denen sich die durch die Lichtreaktion induzierten Veränderung innerhalb des Rezeptors sukzessive ausbreiten, bis er schließlich voll aktiviert ist und wiederum nachgeschaltete Elemente der Signalübertragungskette aktivieren kann. Mithilfe der neu entwickelten Technik konnten die Freiburger Wissenschaftler und ihre Kollegen nun diese strukturellen Veränderungen innerhalb der einzelnen Intermediate genauer untersuchen. In ihrem Beitrag in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ (Nature 464: 1386 – 1389) zeigen sie unter anderem, dass Bewegungen von kompletten Strukturelementen schon erheblich früher nach der Lichtabsorption auftreten als bisher angenommen wurde. Die beteiligten Biophysiker sind zuversichtlich, dass die an Rhodopsin gewonnenen Erkenntnisse auch unser Verständnis der Aktivierung anderer Rezeptoren prägen werden. Durch ihre Sensitivität für elektrostatische Veränderung wird durch diese neue Technik das Methoden-Repertoire der Biophysik um eine wichtige Komponente erweitert.

Kontakt:
PD Dr. Reiner Vogel
Institut für Molekulare Medizin und Zellforschung
Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5391
Fax: 0761/203-5390
E-Mail: reiner.vogel@biophysik.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen
17.08.2018 | Leibniz Universität Hannover

nachricht Forschende entschlüsseln das Alter feiner Baumwurzeln
17.08.2018 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

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: 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...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

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