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Datum: Freitag, 26. April 2019

Artikel: CGM / Philipp Streinz

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Wie Informationen in Zellen gelangen

Forschende des Paul Scherrer Instituts (PSI) in der Schweiz haben die Struktur eines zentralen Faktors eines Zell-Signalwegs aufgeklärt. Dieser Signalweg ist an wichtigen Lebensprozessen wie dem Herzschlag beteiligt.

Das Forschungsteam um Volodymyr Korkhov vom PSI hat die Struktur der dritten und letzten Komponente des besagten Singalwegs, der sogenannten Adenylylzyklase, mit nahezu atomarer Auflösung entschlüsselt. Und dadurch herausgefunden, wie sie sich selbst reguliert, berichtet das Team im Fachblatt "Science".

Zellen sind von Membranen umhüllt, die das Zellinnere vor der Außenwelt schützen, aber auch eine Barriere für Vitalstoffe und Informationen darstellen. Deshalb braucht es Mechanismen, die diese Informationen über die Membran hinweg ins Zellinnere transportieren.

Die Adenylylzyklase ist der dritte Bestandteil eines dreiteiligen Mechanismus, der der Signalübertragung dient. Wird sie aktiviert, produziert sie einen Botenstoff, sogenanntes zyklisches AMP (cAMP). Dieses wiederum setzt wichtige Zellprozesse in Gang. Zum Beispiel solche, die bei Bedarf zur Erhöhung der Herzfrequenz führen.

Detailreiche Momentaufnahme

Mithilfe von Kryo-Eleketronenmikroskopie gelang den PSI-Forschenden die bisher detailreichste Momentaufnahme dieser Art von Protein, schrieb das Forschungsinstitut in einer Mitteilung. "Um zu verstehen, wie Signalwege in der Zelle funktionieren, ist es zunächst notwendig zu wissen, wie die beteiligten Komponenten im Detail aussehen", sagte Korkhov.

Die Aufklärung der Detail-Struktur zeigte zur Überraschung der Forschenden, wie dieses Protein dazu in der Lage ist, sich selbst zu hemmen und damit eine Überproduktion des Botenstoffs cAMP zu verhindern.

Die Studie verbessert das Verständnis über die Regulierung dieses wichtigen Botenstoffs. Die Konzentration von cAMP in Zellen spielt beispielsweise bei der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, bestimmten Tumoren oder Typ-2-Diabetes eine wichtige Rolle, schrieb das PSI. "In Zukunft könnten es unsere neuen Erkenntnisse ermöglichen, Medikamente zu identifizieren, die die Adenylylzyklase hemmen oder aktivieren - je nachdem, ob Überproduktion oder ein Mangel an cAMP für eine Krankheit verantwortlich ist", ließ sich Korkhov zitieren.

Quelle: APAMED