Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Simulation einer molekularen Saloon-Tür

15.11.2012
Mit einem Emmy Noether Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft kam Lars Schäfer von der Universität Groningen nach Frankfurt. Hier entschlüsselt der Nachwuchwissenschaftler die Dynamik von Membranproteinen, die kontrollieren, was in die Zelle gelangt und was nicht. Das ist für die Pharmaforschung von Bedeutung.

Was in die Zelle hinein gelangt und was sie wieder hinauswirft, regeln Proteine in der Zellmembran. Sie sind deshalb von großer pharmazeutischer Bedeutung, wie kürzlich erst durch den Nobelpreis für Chemie bestätigt.

An der Goethe-Universität hat die breit gefächerte Forschung auf diesem Gebiet unlängst Verstärkung bekommen: Dr. Lars Schäfer kam als Emmy Noether Nachwuchsgruppenleiter von der Universität Groningen nach Frankfurt.

Die Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft erlaubt ihm den Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe und die Qualifikation für eine Professur in den nächsten fünf Jahren. Am Institut für Physikalische und Theoretische Chemie simuliert er die Funktion von Membran-Proteinen durch aufwändige molekulardynamische Computer-Simulationen.

Lars Schäfer erklärt seine Arbeit am Beispiel der so genannten ABC-Proteine, die viele verschiedene Stoffe aus der Zelle hinaus befördern – sowohl unerwünschte als auch erwünschte, wie z.B. Antibiotika. Diese Proteine durchziehen die Membran von außen bis ins Zellinnere, wo sich ein kleiner „Motor“ befindet. Wird dieser mit dem Treibstoff ATP in Gang gesetzt, klappen die nach außen ragenden Enden des Proteins wie eine Saloon-Tür auf und transportieren so die Moleküle aus der Zelle. „Wie das in Einzelnen funktioniert, ist nicht im Detail verstanden“, erklärt Schäfer. „Die Experimente geben uns nur Schnappschüsse vom Anfangs- und Endzustand des Proteins. Unser Ziel ist es, die Zwischenschritte zu simulieren und damit gewissermaßen einen Film der dazwischen liegenden Bewegung zu kreieren.“

Die Simulationen, die jedes einzelne Atom im Protein darstellen, sind äußerst zeitaufwändig, denn sie müssen zusätzlich die benachbarten Fettmoleküle der Zellmembran und das umgebende Wasser berücksichtigen – insgesamt mehrere hundert tausend Atome. Um die Rechnungen zu vereinfachen, versucht Schäfer deshalb, die Umgebung des ABC-Proteins durch grobkörnigere Einheiten zu repräsentieren. Wichtig ist immer wieder der Vergleich mit experimentellen Daten. Werden diese durch die Computermodelle ausreichend genau reproduziert, kann sich der Theoretiker auch Vorhersagen zutrauen.

„Die Forschungsumgebung auf dem Campus Riedberg mit den vielen experimentell und theoretisch arbeitenden Gruppen auf dem Gebiet der Membranproteine ist für mich optimal“, sagt der 34jährige. Das Umfeld habe auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft bei der Bewilligung seines Emmy Noether Antrags als zusätzliches Argument überzeugt. Sein Interesse an interdisziplinärer Kooperation kann der Chemiker und Biophysiker in Frankfurt ausleben, denn hier findet er das gesamte Spektrum von der theoretischen Physik bis zu den Lebenswissenschaften.

Informationen:
Dr. Lars Schäfer, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Campus Riedberg, Tel: (069) 798-29441, schaefer@chemie.uni-frankfurt.de.

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn drittmittelstärksten und größten Universitäten Deutschlands. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Parallel dazu erhält die Universität auch baulich ein neues Gesicht. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht ein neuer Campus, der ästhetische und funktionale Maßstäbe setzt. Die „Science City“ auf dem Riedberg vereint die naturwissenschaftlichen Fachbereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Max-Planck-Instituten. Mit über 55 Stiftungs- und Stiftungsgastprofessuren nimmt die Goethe-Universität laut Stifterverband eine Führungsrolle ein.

Herausgeber: Der Präsident
Abteilung Marketing und Kommunikation, Postfach 11 19 32,
60054 Frankfurt am Main
Redaktion: Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation Telefon (069) 798 – 2 92 28, Telefax (069) 798 - 2 85 30, E-Mail hardy@pvw.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de

Weitere Berichte zu: Atom Membranprotein Protein Saloon-Tür Simulation Theoretische Chemie Zelle Zellmembran

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

Früherkennung 2.0: Mit Präzisionsmedizin Screeningverfahren weiterentwickeln

23.05.2019 | Veranstaltungen

Kindermediziner tagen in Leipzig

22.05.2019 | Veranstaltungen

Jubiläumskongress zur Radiologie der Zukunft

22.05.2019 | Veranstaltungen

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

Neuer Schub für ToCoTronics

23.05.2019 | Physik Astronomie

MiLiQuant: Quantentechnologie nutzbar machen

23.05.2019 | Physik Astronomie

Erfolgreiche Forschung zur Ausbreitung von Wellen

23.05.2019 | Interdisziplinäre Forschung

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