Auf frischer Tat ertappt - Protein " gefilmt " Während Entfaltung in atomarer Auflösung

Durch die Kombination von niedrigen Temperaturen und NMR-Spektroskopie , visualisiert die Wissenschaftler sieben Zwischenformen des CylR2 Protein während abzukühlen ab 25

Ob Alzheimer, Parkinson oder Chorea Huntington - alle drei Krankheiten haben eines gemeinsam . Sie werden von fehlgefalteten Proteinen, unlöslichen Klumpen im Gehirn der betroffenen Patienten zu bilden und schließlich zerstören ihre Nervenzellen verursacht wird. Eine der wichtigsten Fragen, die in den Biowissenschaften und der Medizin ist also : Wie Proteine ​​- die Werkzeuge von lebenden Zellen - zu erreichen oder verlieren ihre dreidimensionale Struktur . Denn nur wenn die Aminosäureketten korrekt gefaltet ist, können Proteine ​​ihre Aufgaben richtig .

Aber was genau passiert, wenn Proteine ​​falten oder entfalten sich bisher fast unmöglich, zu untersuchen. Mit Hitze und Druck , Proteine ​​leicht verlieren ihre Form - und damit ihre Funktion. Jedoch sind derartige Verfahren nicht geeignet für die direkte Beobachtung ihrer Entfaltungsprozess . Die Zwischenformen , die im Verlauf der Proteinfaltung auftreten viel zu flüchtig.

Mit einem neuen Ansatz haben Forscher jetzt in "Dreharbeiten" den komplexen Prozess der Proteinfaltung zum ersten Mal gelungen. Wissenschaftler des Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (MPIbpc) und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Göttingen, zusammen mit ihren Kollegen an der Polnischen Akademie der Wissenschaften in Warschau und an der Universität Warschau, wurden sichtbar gemacht - in Atom Auflösung -, wie ein Protein schrittweise "seine Form verliert". Dabei hatten die Forscher ihre Hoffnungen auf niedrigen Temperaturen fixiert. "In größeren Mengen Wenn ein Protein wird langsam abgekühlt, reichern ihre Zwischenformen als in üblichen Denaturierung Methoden, wie Wärme, Druck, oder Harnstoff. Wir hoffen, dass diese Mengen ausreichen würde, um die Zwischenformen mit Kernspinresonanz untersucht ( NMR) ", so Markus Zweckstetter, Leiter der Forschungsgruppe" Proteinstrukturaufklärung mit MNR "am MPIbpc und" Strukturbiologie in Demenz "am DZNE in Göttingen.

Wie ein Protein seine Form verliert

Als Forschungsobjekt wählte Zweckstetter Team eine Schlüsselprotein für die Toxinproduktion in Enterococcus faecalis , einen Erreger in Krankenhäusern häufig anzutreffen , wo es besonders infiziert Patienten mit einem schwachen Immunsystem . Aber das ist nicht der einzige Grund , warum die sogenannte CylR2 Protein ist interessant. Vor einiger Zeit Forscher um Stefan Becker am MPIbpc gelang die Aufklärung der Struktur, die zeigt : Die dreidimensionale Form macht CylR2 einen bestimmten vielversprechenden Kandidaten für die Wissenschaftler Ansatz . " ClyR2 ist ein relativ kleines Protein aus zwei identischen Untereinheiten zusammengesetzt . Dies gab uns eine große Chance, in der Lage, die einzelnen Phasen seiner Entfaltungsprozess im Reagenzglas zu visualisieren ", erklärt der Chemiker Mariusz und Lukasz Jaremko .

Stefan Beckers Gruppe führte in den ersten Schritt : um eine ausreichende Menge des Proteins im Labor herzustellen. Anschließend gekühlten die beiden Chemiker das Protein sukzessive von 25