17.05.2010 (fjh)
Ein einzelnes Pflanzen-Protein kann wichtige molekularbiologische Funktionen übernehmen, für die bei anderen Organismen mehrere Komponenten erforderlich sind, zu denen in der Regel auch eine Nukleinsäure gehört. Das haben Wissenschaftler aus Marburg, Straßburg und Wien herausgefunden. Ihre Ergebnisse veröffentlichen sie in der aktuellen Online-Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature Structural & Molecular Biology".
Das Enzym "RNase P" trägt bei Bakterien, Pflanzen und Tieren dazu bei, einen Bestandteil für jene zelluläre Maschinerie bereitzustellen, die für die Synthese von Eiweißverbindungen erforderlich ist. Es besteht aus einem Protein-Anteil sowie einem Nukleinsäure-Anteil. Er ist dafür verantwortlich, die eigentliche Reaktion an den Zielmolekülen anzustoßen. Solche katalytisch aktiven Nukleinsäuren werden als "Ribozyme" bezeichnet.
Da Nukleinsäuren in chemischer Hinsicht wesentlich einfacher gebaut sind als Proteine, galt RNase P lange Zeit als ein übrig gebliebener Zeuge der Entstehung des Lebens aus primitiven Vorformen. Seit einer bahnbrechenden Veröffentlichung der Wiener Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Walter Rossmanith kennt man ein RNase P-Enzym, das keinen Nukleinsäure-Anteil enthält. Um die gleiche Funktion zu übernehmen, benötigt dieses Enzym aus menschlichen Mitochondrien drei Proteine.
Die Molekülstruktur pflanzlicher RNase P war hingegen bislang unbekannt. Um diese Lücke zu schließen, haben sich der Marburger Pharmazeut Prof. Dr. Roland Hartmann und Kollegen aus Wien und Straßburg den Modell-Organismus "Arabidopsis" vorgenommen. Wie sie zeigen, kommt das Kraut in seinen Mitochondrien und Chloroplasten sogar mit einem einzigen Protein aus, um die Enzym-Aktivität zu gewährleisten.
Noch erstaunlicher ist eine weitere Tatsache: Wenn man das Molekül in Bakterien einschleust, kann es deren RNase P-Enzym ersetzen, das zu 90 Prozent aus Nukleinsäure besteht und somit ganz anders aufgebaut ist.
"Die funktionelle Ersetzbarkeit ist erstaunlich, wenn man bedenkt, dass Bakterien und die Vorläufer der Landpflanzen seit ihrer Trennung vor etwa 3 Milliarden Jahren in der Evolution ihre eigenen Wege gegangen sind", gibt Hartmann zu bedenken.
pm: Philipps-Universität Marburg
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