ABC: Transportprotein molekular sichtbar gemacht

4. November 2014
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Die Struktur der ABC-Transporter im Detail aufzuklären, ist Biochemikern aus Frankfurt am Main gelungen. Dafür setzten sie die Kryoelektronenmikroskopie ein, die Einblicke auf Subnanometer-Ebene ermöglicht. Führen die Erkenntnisse zu neuen Therapieansätzen?

ABC-Transporter lösen einerseits Erkrankungen wie die Mukoviszidose aus, und sind andererseits dafür verantwortlich, dass das Immunsystem infizierte Zellen oder Krebszellen erkennt“, erklärt Prof. Dr. Robert Tampé vom Institut für Biochemie der Goethe-Universität. Die beträchtliche medizinische, industrielle und ökonomische Bedeutung der ABC-Transporter basiert weiterhin darauf, dass sie Bakterien und andere Krankheitserreger gegen Antibiotika resistent machen. Ebenso können sie Krebszellen helfen, sich gegen Zytostatika zu wehren und entscheiden so über den Erfolg einer Chemotherapie.

Ein asymmetrischer ABC-Transportkomplex

Erstmalig ist es der Gruppe von Tampé in Zusammenarbeit mit Kollegen der University of California in San Francisco gelungen, die Struktur eines asymmetrischen ABC-Transportkomplexes mithilfe der Kryoelektronenmikroskopie in hoher Auflösung zu ermitteln. „Über einen Zeitraum von fünf Jahren sind uns eine Reihe bahnbrechender methodischer Entwicklungen gelungen. Sie haben uns Einblicke ermöglicht, die zuvor nicht vorstellbar waren“, so Tampé.

Wie die Forscher berichten, ist es ihnen gelungen, einzelne eingefrorene ABC-Transportkomplexe mit bisher unerreichter Subnanometer-Präzision zu untersuchen. Sie verwendeten dazu eine neu entwickelte Einzelelektronenkamera, neue Bildgebungsverfahren, spezifische Antikörperfragmente, um die Struktur und Konformation der dynamischen Transportmaschine zu lösen.

Strukturaufklärung makromolekularer Komplexe

„Die Kombination physikalischer, biotechnologischer, biochemischer und strukturbiologischer Methoden hat zu einem Quantensprung in der Strukturaufklärung von makromolekularen Komplexen geführt“, so Tampé. Die Methode ermögliche eventuell die Entwicklung richtungweisender Therapieansätze.

Originalpublikation:

Subnanometre-resolution electron cryomicroscopy structure of a heterodimeric ABC exporter
Robert Tampé et al.; Nature, doi: 10.1038/nature13872; 2014

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