Bochumer und Osnabrücker Forscher entdecken molekulares Scheunentor
Meldung vom 18.03.2010

Bochumer und Osnabrücker Forscher entdecken molekulares Scheunentor

(A) Für den Import in Mitochondrien werden die Proteine vor den Transport entfaltet, von Rezeptoren an der Membran erkannt und dann schnurartig durch die Membran gefädelt. Erst auf der anderen Seite werden sie dann in ihre fertige, räumliche Struktur gebracht. (B) Peroxisomale Proteine werden von Importrezeptoren in der Zellflüssigkeit erkannt und an die peroxisomale Membran dirigiert. Die Proteine für Peroxisomen sind sehr groß, da sie nicht entfaltet werden und oftmals aus mehreren Einheiten bestehen. An der Membran bildet der Importrezeptor zusammen mit anderen Komponenten der Importmaschinerie eine transiente riesige Pore, die den Durchtritt der gefalteten Proteine durch die Membran erlaubt. Nach dem Proteinimport wird der Rezeptor von der Membran abgelöst und erneut dem Importzyklus zugeführt. Download (171.8 kB)

Wenn bekannte Proteintransportkanäle die Eingangstür in Zellorganellen sind, dann verfügen Peroxisomen über ein wahrhaftes Scheunentor. Eine solche Riesenpore, durch die gefaltete, mehrteilige Proteine eingelassen werden können, hatten Prof. Dr. Ralf Erdmann und Dr. Wolfgang Schliebs (Medizinische Fakultät der RUB) schon vor fünf Jahren postuliert. Jetzt konnten sie sie in Zusammenarbeit mit Biophysikern aus Osnabrück nachweisen. „Wenn man von der Pore des Zellkerns absieht, handelt es sich um die größte jemals beobachtete Proteinimport-Pore“, verdeutlicht Prof. Erdmann. Dass dieses Tor der Superlative trotzdem jahrzehntelang unentdeckt bliebt, führen die Forscher auf seine rasante Dynamik zurück: Es wird nur ganz kurz geöffnet und schließt sich sofort wieder. Die Forscher berichten in der aktuellen Ausgabe von Nature Cell Biology.

Ein Rätsel: Wie werden Riesenproteine importiert?

Peroxisomen sind Organellen, die in fast allen Zellen vorkommen, und deren Schädigungen fast immer tödlich sind. Sie sind nicht nur von medizinischem Interesse, sondern aufgrund ihrer Fähigkeit, Proteine im gefalteten, sogar oligomerisierten (mehrteiligen) Zustand zu importieren, auch von großem Interesse für die molekulare Zellbiologie. Wie Peroxisomen diese riesigen Proteine importieren, war bislang ein Rätsel. „Besonders rätselhaft war, dass peroxisomale Proteine auf ihrem Weg eine Membran durchqueren, die als undurchlässig auch für die kleinsten chemischen Bausteine gilt“, erklärt Prof. Erdmann.

Weitere Informationen
http://www.pm.ruhr-uni-bochum.de/pm2010/msg00069.htm