Proteinmodellierung: Peptidtransporter in 3D

28. August 2015
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Dreidimensionale Atommodelle von Proteinen sind elementar, um deren Funktion zu verstehen. Strukturbiologen ist es gelungen, die Struktur eines wichtigen Membranproteins zu entschlüsseln und so die Entwicklung neuer Therapieansätze zu forcieren.

Zu den Membranproteinen gehören die Transportproteine, die als eine Art „Türsteher“ agieren, indem sie zum Beispiel Nährstoffe in die Zellen hinein- und Abfallprodukte aus den Zellen herauslassen.

Zahlreiche Transportproteine spielen bei menschlichen Krankheiten wie Krebs, Diabetes oder Depressionen Schlüsselrollen. Eine wichtige Klasse der Transportproteine bilden die Peptidtransporter der Darmzellen. Sie führen Peptide aus dem Darm durch die Zellmembranen in die Zellen hinein. Der genaue Transportmechanismus ist aber noch weitgehend unerforscht. Ebenso die Frage, wie Peptide von den Transportern erkannt und „durchgeschleust“ werden. Um dies klären zu können, sind atomare Modelle – und somit die Entschlüsselung der Struktur solcher „Türsteher“ bei hoher Auflösung – von fundamentaler Bedeutung.

Einem Team des Instituts für Biochemie und Molekulare Medizin der Universität Bern rund um Dimitrios Fotiadis ist es nun gelungen, die hochaufgelöste Struktur eines Peptidtransporters, der mit den menschlichen Transportern verwandt ist, zu entschlüsseln. Dessen Atommodell konnte mittels Röntgenkristallographie bestimmt werden.

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3D-Modell des Peptidtransporters „YePEPT“ aus dem Bakterium Yersinia enterocolitica mit 14 Domänen, die durch die Zellmembran gehen: Zwei ähnliche „Bündel“ (rot/blau) mit einer Verbindung (gold).

So konnten wichtige offene Fragen zur molekularen Peptiderkennung beantwortet werden. Zudem sind die präsentierten strukturellen und funktionellen Erkenntnisse wertvoll für die Entwicklung von Arzneistoffen, zum Beispiel von „Prodrugs“, die im Darm vereinfacht aufgenommen werden.

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