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 Magische kolloidale Cluster
11.12.2018 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Kupferverbindung als Recheneinheit in Quantencomputern
11.12.2018 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

Von „Frequenzkämmen“ spricht man bei speziellem Laserlicht, das sich optimal für chemische Sensoren eignet. Eine revolutionäre Technik der TU Wien erzeugt dieses Licht nun viel einfacher und robuster als bisher.

Ein gewöhnlicher Laser hat genau eine Farbe. Alle Photonen, die er abstrahlt, haben genau dieselbe Wellenlänge. Es gibt allerdings auch Laser, deren Licht...

Im Focus: Topological material switched off and on for the first time

Key advance for future topological transistors

Over the last decade, there has been much excitement about the discovery, recognised by the Nobel Prize in Physics only two years ago, that there are two types...

Im Focus: Neue Methode verpasst Mikroskop einen Auflösungsschub

Verspiegelte Objektträger ermöglichen jetzt deutlich schärfere Bilder / 20fach bessere Auflösung als ein gewöhnliches Lichtmikroskop - Zwei Forschungsteams der Universität Würzburg haben dem Hochleistungs-Lichtmikroskop einen Auflösungsschub verpasst. Dazu bedampften sie den Glasträger, auf dem das beobachtete Objekt liegt, mit maßgeschneiderten biokompatiblen Nanoschichten, die einen „Spiegeleffekt“ bewirken. Mit dieser einfachen Methode konnten sie die Bildauflösung signifikant erhöhen und einzelne Molekülkomplexe auflösen, die sich mit einem normalen Lichtmikroskop nicht abbilden lassen. Die Studie wurde in der NATURE Zeitschrift „Light: Science and Applications“ veröffentlicht.

Die Schärfe von Lichtmikroskopen ist aus physikalischen Gründen begrenzt: Strukturen, die näher beieinander liegen als 0,2 tausendstel Millimeter, verschwimmen...

Im Focus: Supercomputer ohne Abwärme

Konstanzer Physiker eröffnen die Möglichkeit, Supraleiter zur Informationsübertragung einzusetzen

Konventionell betrachtet sind Magnetismus und der widerstandsfreie Fluss elektrischen Stroms („Supraleitung“) konkurrierende Phänomene, die nicht zusammen in...

Im Focus: Drei Nervenzellen reichen, um eine Fliege zu steuern

Uns wirft so schnell nichts um. Eine Fruchtfliege kann dagegen schon ein kleiner Windstoß vom Kurs abbringen. Drei große Nervenzellen in jeder Hälfte des Fliegenhirns reichen jedoch aus, um die Fliege mit Hilfe visueller Signale wieder auf Kurs zu bringen.

Bewegen wir uns vorwärts, zieht die Umwelt in die entgegengesetzte Richtung an unseren Augen vorbei. Drehen wir uns, verschiebt sich das Bild der Umwelt im...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

Fachforum über intelligente Datenanalyse

10.12.2018 | Veranstaltungen

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

Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

11.12.2018 | Physik Astronomie

Besser Bohren – Neues Nanokomposit stabilisiert Bohrflüssigkeiten

11.12.2018 | Geowissenschaften

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

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