Proteine

 
 

Unzählige bekannte und unbekannte Proteine arbeiten eng vernetzt in komplexen Stoffwechselprozessen zusammen. Die Funktion vieler Proteine ist noch unbekannt – ebenso, auf welchen Genen sie kodiert sind. Mit einer neuen Technik ist es nun möglich, neue Proteine zu entdecken, ihre Rolle bei Stoffwechselprozessen zu entschlüsseln und auch den entsprechenden Genen im Erbgut zuzuordnen.

Xanthomonas heißt der bakterielle Krankheitserreger, der in Asien, Amerika und vielen anderen warm-feuchten Klimagebieten jedes Jahr zu hohen Ernteverlusten führt. Er befällt wichtige Kulturpflanzen wie Reis, Paprika, Tomaten und Zitrusfrüchte, indem er die Gene dieser Pflanzen manipuliert. Wie der Erreger das macht, haben Biologen der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) jetzt herausgefunden. Die Kenntnis des entsprechenden genetischen Codes ist für die Züchtung resistenter Pflanzen von entscheidender Bedeutung.

Zellmembranen bestehen aus einer Lipid-Doppelschicht und sind von geladenen Molekülen wie Proteinen kaum zu durchdringen. Dennoch müssen sekretorische Proteine die Zelle durch die Membran verlassen, während Membranproteine sogar in die Lipid-Doppelschicht eingebaut werden. Eine Lösung bieten hier molekulare Kanäle, die sich nach Bedarf öffnen, um Proteinen die Passage durch die Membran zu erlauben oder sie seitlich in die Lipid-Doppelschicht zu entlassen. Ein internationales Team um Professor Roland Beckmann vom Genzentrum und Department für Chemie und Biochemie der LMU präsentiert nun in zwei Arbeiten im Fachmagazin Science neue Details zum Aufbau der Kanäle und zur Rolle der Ribosomen, den Proteinfabriken der Zelle, als Transportvehikel.

Ein internationales Forscherteam aus Tschechien, Deutschland und Japan hat eine neue Methode entwickelt, um die Eigenschaften von Enzymen zu verbessern. Die neue Methode ermöglicht es, Enzymeigenschaften zu verändern, in dem man die Tunnel verändert, die das katalytische Zentrum eines Enzyms mit der Enzymoberfläche verbinden. Die Zentren für die Modifizierung werden mit Hilfe von rechnergestützten Methoden ausgewählt. Dabei werden spezielle Softwarewerkzeuge verwendet, die die Projektteilnehmer entwickelt haben. Die Methode kann dazu dienen, um die Eigenschaften von Enzymen in der Biomedizin, dem Umweltschutz und der chemischen und der Nahrungsmittelindustrie zu verbessern.

Unzählige molekulare Schalter steuern die Stoffwechselvorgänge in biologischen Zellen, indem sie unterschiedlichste Reize weiterleiten. Verblüffenderweise besitzen die Schalter eine sehr einheitliche Molekülstruktur, obwohl jeder einzelne von ihnen nur auf ein einziges chemisches Signal reagiert. Eine Erklärung dafür liefern jetzt Wissenschaftler des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf (FZD). Sie entdeckten einen fundamentalen Schaltmechanismus, der im Laufe der Evolution trotz der hohen Spezialisierung in allen Schaltern erhalten geblieben ist.

Proteinforschung 1: Nachweis mit „Reaktom-Array“

Proteinforschung 2: Kampf gegen Krankheitserreger von Kulturpflanzen

Proteinforschung 3: Wie der Membrantransport von Proteinen geschieht

Proteinforschung 4: Bessere Enzyme mit Informatik

Proteinforschung 5: Fundamentaler biologischer Schaltmechanismus

Autor: Verschiedene