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Prionen Werkzeug zur Prionen-Forschung entwickelt

Redakteur: Olaf Spörkel

Chemiker der TU München und ETH Zürich haben erstmals Prionen komplett mit ihren Ankermolekülen künstlich hergestellt. Die Ankermoleküle stehen im Verdacht, die Umfaltung von der ungefährlichen zur krankmachenden Form der Prionen zu beeinflussen.

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München – Prionen sind einfach aufgebaute Proteine, die im Hirngewebe vorkommen. Neue Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass Prionen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung neuer Nervenzellen im Gehirn spielen. Noch ist jedoch unklar, weshalb diese Moleküle plötzlich ihre Struktur ändern und weitere Prionen dazu bringen, sich ebenfalls anders zu falten. Resultat sind viele abnorme Prionen, die sich verklumpen und das Gehirn massiv schädigen.

Die Ankermoleküle stehen im Verdacht, einen wesentlichen Einfluss auf die Strukturänderung auszuüben. Sie bestehen aus einer kurzen Kette aus Zuckermolekülen und dem Anker, einem langen Fettalkohol. In der Natur sind etwa ein Prozent aller Proteine über solche Glycosylphosphatidylinositole (GPI-Anker) an den Zellen verankert. Experimente mit Mäusen zeigen, dass Prionen ohne Ankermolekül die Krankheit nicht auslösen konnten.

Künstliche Prionen-Synthese

Bisher ist es jedoch kaum möglich, homogene Prionen vollständig mit ihrem Anker aus natürlichen Systemen zu isolieren. Eine Lösung bietet nun ein deutsch-schweizerisches Forschungsteam um Christian Becker, Professor für Proteinchemie an der TU München und Peter Seeberger, Professor für organische Chemie an der ETH-Zürich. Ihnen ist es erstmals gelungen, den Molekülkomplex im Labor künstlich nachzubauen. Seebergers Gruppe synthetisierte den GPI-Anker, Beckers Gruppe das Prion Protein. Danach wurden die beiden Teile nach einer Verfahrensweise zusammengefügt, für die an der TU München bereits umfangreiche Erfahrung bestand.

„Die Verknüpfung des Proteins mit dem GPI-Anker ist für die Prionenforschung ein Meilenstein. Nun haben wir ein Werkzeug, mit dem wir den Einfluss des GPI-Ankers auf die Krankheit endlich systematisch untersuchen können“, betont Becker. Erste Tests zeigen, dass das neue Werkzeug funktioniert. Das aus Bakterien gewonnene Prion lagert sich wie erhofft mit seinem GPI-Anker an Zellmembranen an. Mithilfe der künstlichen Verbindung können Prionenforscher die Rolle des GPI-Ankers nun genauer untersuchen. So kann in Zukunft vielleicht geklärt werden, ob der GPI-Anker tatsächlich Einfluss auf die Faltung des Prions hat.

Originalveröffentlichung

Becker CFW, et al.: Semisynthesis of a Glycosylphosphatidylinositol-Anchored Prion Protein, Angewandte Chemie, Volume 47, Issue 43, Pages 8215-8219; doi:10.1002/anie.200802161

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