16 Oktober 2018

Hochgradig organisierter Prozess: Wie Proteinkomplexe in der Zelle entstehen

Heidelberger Forscher gewinnen grundlegende neue Erkenntnisse zur Synthese biologisch aktiver Komplexe

Die Bildung von Proteinkomplexen ist ein hochgradig organisierter Prozess, der nicht erst mit den „fertigen“ Proteinen erfolgt, sondern schon während der Synthese der Proteinuntereinheiten koordiniert stattfindet. Das zeigen Untersuchungen, die Forscher am Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg (ZMBH) und am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) durchgeführt haben. „Unsere Erkenntnisse ändern in grundlegender Weise das Verständnis darüber, wie biologisch aktive Komplexe von Proteinen in der Zelle entstehen“, so Prof. Dr. Bernd Bukau. Die Ergebnisse der Studie wurden in „Nature“ veröffentlicht.

Biologische Prozesse in Zellen werden durch Tausende verschiedener Proteine gesteuert, die sich zu funktionell aktiven Proteinkomplexen zusammenlagern. Die eigentliche Herstellung der Proteine erfolgt am sogenannten Ribosom, das als Katalysator der Proteinbiosynthese wirkt. Dabei werden Aminosäuren zu Ketten zusammengebaut, die gefaltet das Protein bilden. „Bisher sind wir davon ausgegangen, dass sich die Untereinheiten der Proteinkomplexe durch Diffusion und zufälliges Aufeinandertreffen finden“, sagt Prof. Bukau, der am ZMBH die Forschungsgruppe „Biogenese und Qualitätskontrolle von Proteinen“ leitet und Leiter der DKFZ-Abteilung „Chaperone und Proteasen“ ist.

Experimente, die Dr. Ayala Shiber an Eukaryoten durchgeführt hat, zeigen jedoch ein anderes Bild: Danach werden die wachsenden Proteinketten schon von anderen Untereinheiten gebunden, sodass die Herstellung der Proteine und die Bildung der biologisch aktiven Proteinkomplexe räumlich und zeitlich aufeinander abgestimmt stattfinden können. Damit wird eine effiziente Komplexbildung gewährleistet, wie Dr. Shiber, die Erstautorin der Studie, betont. Die Molekularbiologin aus Israel gehört als Alexander-von-Humboldt-Stipendiatin der Forschungsgruppe von Prof. Bukau an und forscht am Sonderforschungsbereich „Zelluläre Qualitätskontrolle und Schadensbegrenzung“ (SFB 1036) der Universität Heidelberg.

Source: Universität Heidelberg, Pressemitteilung, 2018-10-05.

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