Logo: marburgnewsMobile Marburgnews

Zum Menü

Abgetrennt


Proteine verhindern Passieren von Molekülen

07.12.2012 (ms)
Einen bislang unbekannten Proteinkomplex haben Marburger und US-amerikanische Biologen identifiziert. Er unerteilt Bakterienzellen in verschiedenartige Binnenräume und lässt keine Makromoleküle von der einen Seite auf die andere passieren.
Einen derartigen Mechanismus kennt man bisher nur von Lebewesen aus der Gruppe der Eukaryoten, deren Zellen einen echten Kern besitzen. Die Forscher um Juniorprofessor Dr. Martin Thanbichler von der Philipps-Universität beschreiben die neu entdeckte Struktur in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Cell“ von Freitag (7. Dezember).
"Für Bakterien ist dies das erste Beispiel einer Barriere, welche die Proteindiffussion einschränkt“, erklärte Thanbichler, der eine Arbeitsgruppe am Marburger Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie leitet und als Seniorautor des Aufsatzes firmiert. Er und sein Team untersuchten das Modellbakterium "Caulobacter crescentus", das an einem Ende einen Stiel bildet, der durch Querbänder unterteilt ist. Vermutlich dient er als Abstandshalter, der die Zelle bei Nährstoffmangel von der Oberfläche entfernt und so in Bereiche erhöhter Nährstoffkonzentrationen bringt.
"Der Stiel ist ein Teil der Zelle, in dem so gut wie kein Stoffwechsel stattfindet“, legte Thanbichler dar. Die Wissenschaftler identifizierten vier Proteine, die in unregelmäßigen Abständen entlang des Stiels nachweisbar sind. Bei Mutanten, die keine solchen Proteine enthalten, fehlen die Querbänder.
Wie die Autoren weiter zeigen, binden die vier Proteine in vielfacher Kopie aneinander. Dadurch bilden sie einen scheibenförmigen Komplex, der den Stiel in seiner gesamten Breite in Form mikroskopisch sichtbarer Querbänder durchspannt.
Andere Proteine können die dadurch gebildete Grenze nicht überschreiten. Das wiesen die Forscher nach, indem sie Eiweißverbindungen farblich markierten, um ihre Verteilung in der Zelle nachzuvollziehen. Bei Mutanten ohne Querbänder diffundieren die gekennzeichneten Moleküle hingegen durch die gesamte Zelle.
Wozu benötigen Bakterien derartige Diffusionsbarrieren? Die Autoren schließen aus ihren Untersuchungen, dass Zellen von C. crescentus schneller wachsen, wenn sie nicht das gesamte Zellinnere mit Proteinen versorgen müssen.
Indem die Mikroorganismen ihre effektive Größe verringern, müssen sie weniger Energie für die Proteinsynthese aufwenden. Außerdem können sie sich schneller auf Veränderungen in der Umwelt einstellen, die eine Umstellung ihrer Proteinzusammensetzung erfordern.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass Diffusionsbarrieren einen erheblichen Beitrag zur bakteriellen Fitness leisten“, erläuterte Thanbichler.
Er und sein Ko-Autor Professor Dr. Uwe Maier gehören dem Marburger "LOEWE-Zentrum für Synthetische Mikrobiologie“ an. Ihre Forschungsarbeit wurde unter anderem durch die Max-Planck-Gesellschaft und das "Human Frontier Science Program“ finanziell gefördert.
pm: Philipps-Universität Marburg
Text 7847 groß anzeigen

www.marburgnews.de

© 2017 by fjh-Journalistenbüro, D-35037 Marburg