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09.07.2018

Geheimnis um schlaffe Haut

MIT-Forscher lüften Geheimnis um schlaffe Haut

Struktur des dafür zuständigen Biomoleküls erstmals entschlüsselt
Tropoelastin-Riesenmolekül: Entschlüsselung gelungen (Foto: web.mit.edu)
Tropoelastin-Riesenmolekül: Entschlüsselung gelungen (Foto: web.mit.edu)

Cambridge (pte002/27.06.2018/06:05) - Tropoelastin sorgt dafür, dass Haut, Herzklappen, Blutgefäße und andere Körpergewebe elastisch bleiben, was gleichbedeutend mit funktionsfähig ist. Jetzt haben US-Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://web.mit.edu die Struktur des Moleküls entschlüsselt, was gar nicht so einfach war. Es besteht aus 698 Aminosäuren. Zudem weisen die Moleküle eine gewisse Unordnung auf.

Mutationen aufklären

Der Durchbruch gelang, weil die Forscher parallel arbeiteten. Zum einen tüftelten sie in praktischen Tests an der Strukturanalyse, zum anderen ließen sie einen Supercomputer für sich werkeln. "Das erlaubte es uns, die atomare Struktur vollständig zu entschlüsseln", so Anna Tarakanova, Mitglied im Team von Markus Buehler vom MIT und Professorin der Ingenieurswissenschaften.

Tropoelastin ist das Ausgangsmolekül für Elastin, das gemeinsam mit Mikrofibrillen die Elastizität von Bindegewebe sicherstellt. Mutationen können die Bildung von Elastin verhindern. Die offensichtlichste Folge ist schlaffe Haut, eine angeborene, manchmal auch erworbene Krankheit, die die Haut in Falten legt, die herunterhängen. Mutiertes Tropoelastin kann auch zum Versagen von Herzklappen oder Venenerkrankungen führen. Mit dem Wissen um die Struktur des Riesenmoleküls lassen sich Medikamente vielleicht entwickeln, die das kurieren oder mildern. Heute ist die Krankheit noch immer unheilbar.

Vorbild für Biopolymere

"Dass wir jetzt die Struktur von Tropoelastin kennen, ist nicht nur wichtig im Zusammenhang mit Krankheiten. Möglicherweise können wir dieses Wissen nutzen, um synthetische Polymere herzustellen, die Eigenschaften haben, die gerade benötigt werden", verdeutlicht Buehler. Es könnte die Tür öffnen für die Entwicklung von Werkstoffen mit genau definierten Eigenschaften. Mit der Kombitechnik, mit der die Forscher die Struktur des Tropoelastin entschlüsselt haben, könnten auch andere große Biomoleküle erforscht werden.

"Schätzungsweise die Hälfte der Proteine im menschlichen Körper sind sehr groß und weisen eine gewisse Unordnung in der Struktur auf", so Tarakanova. Deren Analyse wäre wichtig, weiß auch Peter Fratzl, der das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung http://www.mpikg.mpg.de in Potsdam leitet. "Proteine mit einer intrinsischen Unordnung spielen eine wichtige Rolle bei biologischen Prozessen", führt der Wissenschaftler aus, der an der Strukturanlayse nicht beteiligt war, aber auf dem gleichen Gebiet forscht.