Ärzte Zeitung online, 24.02.2010

Wissenschaftler erforschen unbekanntes Enzym in der Zellmembran

HOHENHEIM (eb). Um lebensfähig zu sein, braucht jede Zelle Ein- und Ausgänge, durch die sie Stoffe aufnehmen und ausscheiden kann. Forscher des Life Science Center der Universität Hohenheim erforschen, wie diese Türen nach innen und außen angelegt sind.

Proteine sind lange Molekülketten, die sich durch die Zellmembran von innen nach außen schlängeln und die Barriere manchmal sogar mehrfach durchbrechen. Damit die Proteinmoleküle das können, brauchen sie einen weiteren Stoff, der ihnen beim Einbau in die Membran hilft. "Dieser Helfer heißt Insertase und ist das bisher unerforschte Enzym, das uns eigentlich interessiert", so Projektleiter Professor Andreas Kuhn. "Die Insertase ist der Handwerker, der die Proteine als Türen in die Membran einbaut, durch die die Zelle mit allem Lebenswichtigem versorgt wird." Das Enzym mit dem Namen YidC wurde erst im Jahr 2000 in Hohenheim entdeckt.

An einer künstlichen, chemisch reinen Modellmembran will Kuhn nun im Detail untersuchen, wie dieser Einbau funktioniert. Dazu lösen er und sein Team die Insertase aus echten Zellen heraus und bauen sie in die Modellmembran ein.

"Das Protein, das in die künstliche Membran eingebaut wird, können wir mit fluoreszierendem Farbstoff einfärben. Das YidC-Enzym bleibt farblos, sodass wir genau sehen, wo die Insertase die Proteine kontaktiert und in die Membran einlagert, um so den Prozess genauer untersuchen zu können."

Um den genauen Bauplan von YidC zu entschlüsseln, analysieren die Forscher die 550 Aminosäuren, aus denen YidC besteht. "Die Aminosäuren werden einzeln mit molekularen Farbstoffen eingefärbt. Dann machen wir sie im Taifun sichtbar." Taifun ist ein Fluoreszenz-Spektrometer, in dem die unterschiedlich eingefärbten Aminosäuren in verschiedenen Farben aufleuchten. "Damit können wir die Bewegungen von YidC verfolgen, wenn es ein Protein in die Membran einsetzt."

Langfristig wird das genaue Verständnis des Membraneinbaus von Proteinen erlauben, komplexe künstliche Membrane zu konstruieren und diese beispielsweise als medizinische Sensoren einzusetzen.

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