Sortiermechanismus für sekretorische und Membranproteine erforscht
Berlin/Heidelberg (pte/08.05.2006/13:50) – Die Genom- und die
biologische Strukturforschung zeigen immer deutlicher, dass die meisten
Proteine ihre eigentliche Funktion nur ausüben können, wenn sie
zusammen mit anderen Proteinen eine so genannte "molekulare Maschine"
bilden. Forschern der Charité Berlin http://www.charite.de, der
Universität Heidelberg http://www.uni-heidelberg.de und des Berliner
Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik http://www.molgen.mpg.de
ist es mittels Kyro-Elektronenmikroskopie und Einzelpartikelanalyse nun
gelungen, die Struktur dieses molekularen Komplexes aufzuklären. Die
Ergebnisse wurden am 5. Mai in der Fachzeitschrift Science
http://www.sciencemag.org veröffentlicht.
Die Sortierung von Proteinen ist ein essentieller Schritt bei der
Genexpression aller Organismen und ist vor allem bei der Biosynthese
von sekretorischen und Membranproteinen von entscheidender Bedeutung.
Diese Proteine machen etwa 30 Prozent des Genoms aus. Sekretorische
Proteine sind jene Proteine, die später aus der Zelle ausgeschleust
werden, wie etwa Antikörper, und Membranproteine sind Signalmoleküle,
wie etwa Rezeptoren für neuronale Botenstoffe. Die Mehrzahl dieser
Proteine wird bereits während ihrer Biosynthese in einem Mechanismus
sortiert, den man als kotranslationale Translokation bezeichnet.
Besonders wichtig dabei ist ein molekularer Komplex, der aus einem
aktiven Ribosom – eine Protein-Synthese-Maschine der Zelle – sowie
einem Signalerkennungsprotein (SRP) und dem entsprechenden Rezeptor
gebildet wird. Die nun aufgeklärte Struktur dieses Komplexes zeigt,
dass durch die Interaktion der drei Elemente spezifische Bindestellen
am Ribosom zugänglich werden. Diese Bindestellen ermöglichen ein
Ankoppeln an einen weiteren Proteinkomplex, der das Durchschleusen der
neu produzierten Proteine durch die Membran übernimmt. Die Aufklärung
dieses Schrittes hilft besser zu verstehen, wie die komplizierte
Expression und nachfolgende Sortierung von sekretorischen bzw.
Membranproteinen in der Zelle genau funktioniert.