Proteine falsch gefaltet

Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder Creutzfeld-Jakob gehen in der Regel mit einer vermehrten Ablagerung wasserunlöslicher Proteine im zentralen Nervensystem einher. Dort verursacht diese sogenannte Amyloid- Plaque wahrscheinlich Störungen in der Reizverarbeitung. Die Folge sind die für diese Erkrankungen typischen Ausfallerscheinungen. Wissenschaftler der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und des Forschungszentrums Jülich gehen der Entstehung der neurodegenerativen Plaque nach. Das bisherige Ergebnis ihrer Arbeit lässt vermuten, dass die Ablagerungen mit einer falschen Faltung der beteiligten Proteine zusammenhängen.

Die menschliche Zelle veranlasst unablässig die Produktion zahlloser Proteine. Diese zellulären Helfer bewerkstelligen dann fast alle notwendigen Aufgaben auf der Zellebene. Damit dies reibungslos funktioniert, muss ein Protein nicht nur aus den richtigen Bausteinen in der richtigen Abfolge zusammengesetzt werden. Die Proteinketten müssen auch in der richtigen Weise gefaltet sein, um ihre Aufgabe erfüllen zu können. Ist ein Protein falsch gefaltet, ist es häufig nicht nur einfach wirkungslos- es kann sogar für die Zellen schädlich werden. Normalerweise verhindert ein Schutzmechanismus der Zelle, dass solche schädlichen Faltungsintermediate wirksam werden können. Versagt der Schutz allerdings, können sich lange Ketten der falschen Proteine (Amydoid- Fibrillen) bilden und die Zellfunktionen beeinträchtigen. Dieser Prozess, der auch Bildung von Amyloid- Plaque genannt wird, steht im Verdacht, maßgeblich am Entstehen von neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt zu sein.

Das Forscherteam um Philipp Neudecker vom Institute of Complex Systems - Strukturbiochemie des Forschungszentrums Jülich und das Institut für Physikalische Biologie der Universität Düsseldorf, haben die „Fehlfaltungen“ ganz genau unter die Lupe genommen. Mit Hilfe der Kernspinresonanz-Spektroskopie (“Nuclear Magnetic Resonance”, NMR) lässt sich die Struktur eines solchen Faltungsintermediates in atomarer Auflösung bestimmen. Für die Wissenschaftler ergeben sich aus solchen Daten zahlreiche Ansätze zum Verständnis des Entstehens und Wirkens der gefährlichen Verklumpungen.

“Mit der NMR-Spektroskopie steht mittlerweile eine hochauflösende Methode zur Verfügung, mit der sich das Anfangsstadium der Amyloid-Bildung biophysikalisch untersuchen und - nicht zuletzt in Hinblick auf Diagnose und Therapie - verstehen lässt”, so der Leiter des Forschungsteams, Philipp Neudecker*.

*Originalpublikation:

P. Neudecker, P. Robustelli, A. Cavalli, P. Walsh, P. Lundström, A.

Zarrine-Afsar, S. Sharpe, M. Vendruscolo & L. E. Kay: Structure of an Intermediate State in Protein Folding and Aggregation, Science 336, DOI 10.1126/science.1214203 (Sara Tsantidis/mp)

Global Press, Bild vorhanden, Forschung

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