Proteasome: Wie Chaperone Hilfe leisten

6. Februar 2015
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Im Modellsystem führen Konformationsänderungen des Proteasoms während der Assemblierung der Intermediate dazu, dass nicht mehr benötigte Helferproteine abgelöst werden. Diese stehen anschließend wieder wie ein Werkzeug für einen neuen Assemblierungsvorgang zur Verfügung.

Ein Team aus Kölner und Münchner Genetikern hat erforscht, wie sich die Teilstrukturen des Proteasoms bei ihrer Entstehung zusammenlagern und dabei verändern und welche Rolle Assemblierungshelfer-Proteine (sogenannte Chaperone) dabei spielen.

Helferproteine für das Proteasom

Die Protease hat sich in der letzten Zeit als eine wichtige Zielstruktur in der Therapie bestimmter Krebserkrankungen etabliert. Außerdem hat es wegen seiner Funktionen bei der Beseitigung defekter Proteine eine wichtige Funktion, indem es der Zellalterung entgegen wirkt.

Komplexe Proteine wie die Proteasomen, die aus vielen Untereinheiten zusammengesetzt werden müssen, benötigen bei ihrer Assemblierung Helferproteine. Diese binden an Untereinheiten und steuern die Reihenfolge der Aufbau- und Reifungsschritte.

Konformationsänderungen lösen Helferproteine ab

Die Genetiker erforschten das Proteasom der Bäckerhefe als Modellsystem, das strukturell dem menschlichen Proteasom sehr ähnlich ist. Dabei untersuchten sie den Entstehungsweg des Proteasoms mit Hilfe elektronenmikroskopischer (EM) Strukturanalysen. Sie konnten im Zuge der Forschungen ein Verfahren entwickeln, das die Aufreinigung von Assemblierungsintermediaten des Proteasoms in ausreichenden Mengen ermöglichte, die dann von den Kollegen im Labor von Dr. Petra Wendler in München für EM-Untersuchungen eingesetzt werden konnten.

Die Untersuchungen zeigten, wie Konformationsänderungen im Verlaufe der Assemblierung der Intermediate zum Ablösen eines dann nicht mehr benötigten Helferproteins führen, das dann wie ein Werkzeug für einen neuen Assemblierungsvorgang wieder zur Verfügung steht.

Originalpublikation:

Proteasome assembly from 15S precursors involves major conformational changes and recycling of the Pba1– Pba2 chaperone
Malte Kock et al.; Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms7123; 2015

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