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.