Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Türen durch die Zellmembran

23.02.2010
Hohenheimer Grundlagenprojekt der Lebenswissenschaften erforscht zentralen Baustein des Lebens / DFG fördert mit 342.000 Euro

Atmen, essen, Müll entsorgen: Um lebensfähig zu sein, braucht jede Zelle Ein- und Ausgänge, durch die sie Stoffe aufnehmen und ausscheiden kann. Wie diese Türen nach innen und außen angelegt werden, ist Thema eines Grundlagenprojekts im Life Science Center der Universität Hohenheim.

Bis 2012 unterstützt die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Prof. Dr. Andreas Kuhn mit 342.000 Euro, damit er das Rätsel lösen kann - und macht das Projekt damit zu einem der Schwergewichte der Forschung an der Universität Hohenheim.

Das Leben: Auf Zellebene ist es eine Ansammlung von Molekülen und Proteinen, die von einer Außenhaut umgeben sind. Die Grenze zwischen dem Zellinneren und der Umwelt ist die Zellmembran.

Die Membran ist eine Fettschicht. An ihr steuern Proteine, was hinein darf und was draußen bleiben muss. Die Proteine im Zellinneren wachen darüber, wie viel Sauerstoff die Zelle braucht, damit sie atmen kann und welche Nährstoffe die Grenze passieren dürfen.

Prof. Dr. Kuhn: "Die Proteine sind die Arbeitstiere der Zelle. Sie transportieren alles: die Informationen und die Nährstoffe nach innen und den Abfall nach außen. Damit sie Stoffe durch die Membran transportieren können, müssen die Proteine wie Türen in die Membran eingebaut werden."

Ein Enzym als Handwerker
Die Proteine sind lange Molekülketten, die sich durch die Membran von innen nach außen schlängeln und die Barriere manchmal sogar mehrfach durchbrechen. Damit die Proteinmoleküle das können, brauchen sie einen weiteren Stoff, der ihnen beim Einbau in die Membran hilft.

"Dieser Helfer heißt Insertase und ist das bisher unerforschte Enzym, das uns eigentlich interessiert", erläutert Prof. Dr. Kuhn. "Die Insertase ist der Handwerker, der die Proteine als Türen in die Membran einbaut, durch die die Zelle mit allem Lebenswichtigem versorgt wird."

Das Enzym wurde erst im Jahr 2000 in Hohenheim als solches entdeckt und ist so neu, dass es nur ein Buchstabenkürzel zum Namen hat: "YidC", wobei "Y" nichts weiter bedeutet als unbekannt.

Forschen an Modellmembranen
An einer künstlichen, chemisch reinen Modellmembran will Prof. Dr. Kuhn nun im Detail untersuchen, wie dieser Einbau funktioniert. Dazu lösen er und sein 22-köpfiges Team die Insertase aus echten Zellen heraus und bauen sie in die Modellmembran ein.

"Das Protein, das in die künstliche Membran eingebaut wird, können wir mit fluoreszierendem Farbstoff einfärben. Das YidC-Enzym bleibt farblos, so dass wir genau sehen, wo die Insertase die Proteine kontaktiert und in die Membran einlagert, um so den Prozess genauer untersuchen zu können."

Leuchten im Taifun-Floureszenz-Spektrometer
Um den genauen Bauplan von YidC zu entschlüsseln, analysieren die Forscher die Aminosäuren, aus denen YidC besteht - immerhin 550 Stück.

"Die Aminosäuren werden einzeln mit molekularen Farbstoffen eingefärbt. Dann machen wir sie im 'Taifun' sichtbar." Taifun - das ist ein Fluoreszenz-Spektrometer, in dem die unterschiedlich eingefärbten Aminosäuren in verschiedenen Farben aufleuchten. Damit können wir die Bewegungen von YidC verfolgen, wenn es ein Protein in die Membran einsetzt."

Langfristig wird das genaue Verständnis des Membraneinbaus von Proteinen erlauben, komplexe künstliche Membrane zu konstruieren und diese beispielsweise als medizinische Sensoren einzusetzen, die Moleküle erkennen können.

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung
Rund 26 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Forscher der Universität Hohenheim allein im vergangenen Jahr - gut 20 % mehr als im Vorjahr. In loser Folge präsentiert die Reihe "Schwergewichte der Forschung" herausragende Forschungsprojekte mit einem Drittmittelvolumen von mindestens einer viertel Million Euro bzw. 125.000 Euro in den Wirtschafts- und Sozialwissenschaften.

Töpfer | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hohenheim.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