Falsch gefal­te­te Pro­te­ine sind eine Kata­stro­phe für die Zel­le – sie ver­klum­pen oder ver­hed­dern sich und stö­ren als funk­ti­ons­lo­ser Pro­te­in­müll. Bei vie­len neu­ro­ge­ne­ra­ti­ven Krank­hei­ten ver­klum­pen falsch gefal­te­te Pro­te­ine und lagern sich in der Zel­le ab, etwa bei der Alz­hei­mer-Demenz, bei Mor­bus Par­kin­son oder bei Amyo­tro­pher Late­ral­skle­ro­se. Weil sich Zel­len kei­ne Feh­ler bei ihren Pro­te­inen leis­ten kön­nen, erhal­ten neu syn­the­ti­sier­te Pro­te­ine Hil­fe, um in der Zel­le rasch ihre kor­rek­te 3‑dimensionale Gestalt ein­neh­men zu kön­nen – und zwar von ver­schie­de­nen Fal­tungs­hel­fern, soge­nann­ten Cha­pe­ro­nen.

Quel­le: Max-Planck-Gesell­schaft

Der deut­sche Arzt und Bio­che­mi­ker Prof. Dr. Franz-Ulrich Hartl und der ame­ri­ka­ni­sche Medi­zi­ner Prof. Dr. Arthur L. Hor­wich haben die­se Fal­tungs­ma­schi­ne­rie der Zel­le ent­deckt und ihre Prin­zi­pi­en ent­schlüs­selt. Dafür erhiel­ten sie den mit 120.000 Euro dotier­ten Paul Ehr­lich- und Lud­wig Darm­sta­ed­ter-Preis 2019.

„Hartl und Hor­wich haben wich­ti­ge Aspek­te die­ser Maschi­ne­rie ent­deckt und deren Bedeu­tung für die Medi­zin auf­ge­zeigt. Damit haben sie einen wich­ti­gen Bei­trag zum Ver­ständ­nis neu­ro­de­ge­ne­ra­ti­ver Erkran­kun­gen geleis­tet“, sagt Prof. Dr. Tho­mas Boehm über die Leis­tun­gen der bei­den Preis­trä­ger. Boehm ist Direk­tor am Max-Planck-Insti­tut für Immun­bio­lo­gie und Epi­ge­ne­tik in Frei­burg und Vor­sit­zen­der des Stif­tungs­ra­tes.

„Ohne rich­ti­ge Form, kei­ne kor­rek­te Funk­ti­on: Die­ses grund­le­gen­de Prin­zip der Tech­nik gilt auch für zel­lu­lä­re Pro­te­ine“, schreibt der Stif­tungs­rat in sei­ner Begrün­dung. „Wenn die drei­di­men­sio­na­le Form nicht stimmt, funk­tio­nie­ren Pro­te­ine nicht. Sie expo­nie­ren was­ser­ab­sto­ßen­de Sei­ten­ket­ten, die nor­ma­ler­wei­se ver­deckt sind. Die­se zie­hen ande­re was­ser­ab­sto­ßen­den Sei­ten­ket­ten an, ver­kle­ben und sor­gen dafür, dass die Pro­te­ine aggre­gie­ren. Die Zel­le ver­hin­dert dies durch Fal­tungs­hel­fer.“

Quel­le: Max-Planck-Gesell­schaft
Quel­le: Max-Planck-Gesell­schaft

Chaperone als Faltungshelfer von Proteinen

Pro­te­ine ver­las­sen den Ort ihrer Syn­the­se als wach­sen­de Pro­te­in­ket­te – sie quel­len qua­si aus dem Ribo­som wie Zahn­pas­ta aus der Tube. Dabei besteht die Gefahr, dass die Pro­te­in­ket­te ver­klebt, bevor die Syn­the­se abge­schlos­sen ist. Voll­stän­dig fal­ten kann sie sich erst, nach­dem die letz­te Ami­no­säu­re ange­hängt wor­den ist. Die von Hartl und Hor­wich ent­deck­ten Cha­pe­ro­ne schir­men die lang­ket­ti­gen Pro­te­in­ket­ten von der Umge­bung ab und geben ihnen dadurch Gele­gen­heit, sich schnell und unge­stört aus­zu­rich­ten. Die Fal­tungs­ma­schi­ne­rie ver­braucht Ener­gie in Form von ATP.

Quel­le: https://deutsch.medscape.com/artikelansicht/4907728

Sie­he auch: Das Rät­sel der Pro­te­in-Fal­tung, WDR-Fern­seh­bei­trag vom 24.04.2018, 05:15 Min. Ver­füg­bar bis 24.04.2023, Autor: Mike Schae­fer

https://www1.wdr.de/mediathek/video/sendungen/quarks-und-co/video-das-raetsel-der-protein-faltung-100.html

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