Kennzeichnung Proteine mit ubiquitin ebnet neue Straße Zell-Verordnung Forschung
Menschliche Zellen haben ein ausgeklügeltes Regulierungssystem zur Verfügung: Beschriftung Proteine kleine Molekül ubiquitin. In einem ersten, ein team von der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, in der Markierung von Proteinen mit ubiquitin in einer gezielten Art und Weise, in Teströhrchen als auch in lebenden Zellen. Die Prozedur öffnet die Tür und erkunden Sie das Innenleben dieser wichtigen regulatorischen system.
Pflanzen, Pilze, Tiere und auch Menschen haben es: das protein ubiquitin. Es besteht aus einer Abfolge von 76 Aminosäuren, so dass es ein relativ kleines Biomolekül. Aber sein Einfluss ist weitreichend: die Art, position und Anzahl der ubiquitin-Moleküle gebunden an Proteine zu bestimmen und Ihre Stabilität, Funktion und Lage innerhalb der Zelle.
„Praktisch jeder Prozess in der Zelle wird direkt oder indirekt betroffenen von ubiquitin. Das ist der Grund, warum solche Störungen-labeling-Mechanismus im Zusammenhang mit der Entwicklung und dem Fortschreiten von Krebs und vielen anderen schweren Krankheiten“, erklärt Kathrin Lang, Professor für Synthetische Biochemie an der Technischen Universität München.
Die Entdeckung der wichtigen Rolle, die diesem zellulären regulatorischen system spielt in der geregelte Abbau von Proteinen anerkannt wurde 2004 mit dem Nobelpreis in Chemie. Aber in vielen Fällen die details, wie die ubiquitin-Modifikationen Einfluss auf die Funktion der Zellen bleibt unklar. Kathrin Lang hat das team nun eine Methode entwickelt, die für das anbringen von ubiquitin-Etiketten, um gezielt Proteine-ein Schlüssel zur Erkundung der Anlage.
Ein bakterielles Enzym schafft neue verbindungen
Langs Mannschaft mit zwei tricks umgehen Sie die komplizierten natürlichen system: Sie enthalten eine neuartige modifizierte Aminosäure, bei denen sich die Bakterien-abgeleitete Enzym sortase befestigen kann ubiquitin oder ubiquitin-ähnliche Molekül.
„Die größte Herausforderung war das ausrichten der verschiedenen Schritte — der Einbau der unnatürlichen Aminosäure in ein target-protein und der transfer von ubiquitin durch das Enzym sortase-in einer Weise, dass Sie arbeiten werden, nicht nur im Reagenzglas, sondern auch in lebenden Zellen“, erinnert sich Maximilian Fottner, der führende Autor der Studie.
In der Zwischenzeit, die Forscher der Technischen Universität München optimiert und patentiert, die neue Methode für viele verschiedene zelluläre Proteine. „Wir haben bereits in Kooperationen mit Medizinern und zellbiologen, die jetzt mit uns arbeiten möchten, zur Untersuchung der Auswirkungen von ubiquitin-Markierungen auf die Entwicklung von Krebs und neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson auf molekularer Ebene“, sagt Prof. Lang.