Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Proteine zueinander finden

21.02.2017

Arrestin-Schleifen bilden Andockstellen für die Membran

Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin sind der Frage nachgegangen, wie die für viele Köperfunktionen unerlässlichen Proteine GPCR und Arrestin zueinanderfinden und einen Komplex bilden. An die eintausend Formen des Membranproteins GPCR gibt es im menschlichen Körper, insbesondere an sensorischen und neuronalen Prozessen sind sie beteiligt.


Arrestin-Schleifen als Andockstellen für die Membrane neben des Rezeptors.

Grafik: Jana Selent, Pompeu Fabra University.

Die Art und Weise der Interaktion von Arrestin und GPCR hängt entscheidend vom jeweiligen Bindungsstadium ab, wie die Forscher nun in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Nature Communications* berichten.

Fast die Hälfte aller heute verschriebenen Arzneimittel entfaltet ihre Wirkung über sogenannte G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR). Diese Membranproteine übernehmen im gesamten Organismus die Steuerung sensorischer und physiologischer Reaktionen auf einen Reiz, beispielsweise beim Sehen und Schmecken oder bei der Regulation der Herzfrequenz.

Das Protein Arrestin spielt eine Schlüsselrolle, wenn es darum geht, die Funktion und Signalgebung von GPCR in der Zelle zu kontrollieren. „GPCR sind das Ziel für breitgefächerte pharmakologischen Therapien. Daher ist es so wichtig, die Struktur und Funktionsweise der Membranproteine und ihre Interaktion auf molekularer Ebene komplett zu verstehen, um die Grundlage für bessere Medikamente mit geringeren Nebenwirkungen zu schaffen“, erklärt Dr. Martha Sommer, Leiterin der Arbeitsgruppe Arrestin am Institut für Medizinische Physik und Biophysik der Charité.

Einige Nebenwirkungen von Medikamenten, beispielsweise Morphinen, sind auf die Aktivierung eines bestimmten Arrestin-abhängigen Signalweges zurückzuführen. Durch die genaue Beobachtung des Zusammenspiels von Arrestin und GPCR konnten die Forscher nun entscheidende Rückschlüsse ziehen.

„Wir haben uns gefragt, wie beide Proteine zueinander finden und was passiert, wenn sie einen Komplex bilden. Die Kristallstruktur des GPCR-Arrestin-Komplex hat uns auf die Idee gebracht, dass ein Teil des Arrestins, genannt C-edge, mit der Membran neben dem GPCR interagieren könnte“, so Dr. Sommer.

„Mit Hilfe einer Kombination von Computersimulation, in Kooperation mit Dr. Jana Selent an der Universität Pompeu Fabra in Barcelona, und Biophysikalischen Methoden, wie zielgerichteten Fluoreszenz-Experimenten, konnten wir nachweisen, dass Schleifen des C-edge-Teils des Arrestins eine Verbindung mit der Membran eingehen.“

Eine solche Interaktion war bislang unbekannt und eröffnet ein neues Forschungsfeld hinsichtlich Membran und Membranfunktion. Ein tiefergehendes Verständnis des Zusammenwirkens von Arrestin und GPCR ist notwendig, um künftig noch nebenwirkungsärmere Medikamente entwickeln zu können. Das Team um Dr. Sommer ist bereits mit weiterführenden Studien zum Einfluss der Membranstruktur und Interaktionen im GPCR-Arrestin-Komplex befasst.

*Ciara C.M. Lally, Brian Bauer, Jana Selent & Martha E. Sommer. C-edge loops of arrestin function as a membrane anchor. Nature Communications, 2017 March 21. doi: 10.1038/ncomms14258.

Kontakt:
Dr. Martha Sommer
Institut für Medizinische Physik und Biophysik/ Leiterin AG Arrestin
Charité – Universitätsmedizin Berlin
t: +49 30 450 524 200
E-Mail: martha.sommer@charite.de

Weitere Informationen:

http://www.charite.de
https://biophysik.charite.de/forschung/arrestin_ag_dr_martha_sommer/

Manuela Zingl | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wenn für Fischlarven die Nacht zum Tag wird
18.01.2019 | Universität Siegen

nachricht Handgestrickte Moleküle
18.01.2019 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

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: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Im Focus: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

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

Der Schlaue Klaus erlaubt keine Fehler

18.01.2019 | Informationstechnologie

Neues Verfahren zur Grundwassersanierung: Mit Eisenoxid gegen hochgiftige Stoffe

18.01.2019 | Verfahrenstechnologie

Handgestrickte Moleküle

18.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

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