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Protein-Engineering als Basis neuer Therapien gegen Krebs, MS & Co.

Stoffwechsel Proteine Forschung
Proteine sind ausschlaggebend für den Stoffwechsel. Das Wissen über die einzelnen Funktionen ist die Grundlage für neue Therapieansätze. (selvanegra / iStockphoto)

Forscher der Universität Greifswald gelang ein wichtiger Schritt im Verständnis von Proteinen. Das ist wichtig, um den Energiestoffwechsel der Zellen auch bei Erkrankungen wie Krebs, MS oder Parkinson besser zu verstehen und neue Therapien zu entwickeln.

Proteine sind lebenswichtig für unseren Körper. Glutaredoxin sind Proteine, die in fast jedem Lebewesen vorkommen. Mit dessen genauen Funktionen hat sich nun ein internationales Forscherteam befasst und dabei neue Erkenntnisse erlangt. Diese wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. 

Was sind Glutaredoxine?

Glutaredoxin sind sehr häufig vorkommende Proteine, die maßgeblich für den Energiestoffwechsel im Körper sind. Sie werden in zwei Klassen unterteilt. Diese weisen zwar sehr ähnliche Strukturen auf, haben jedoch unterschiedliche Funktionen. 

  • Die Proteinen der ersten Klasse  (CGFS-Typ) sind ausschlaggebend für den Eisenstoffwechsel im Körper. Sind diese nicht mehr funktionsfähig, hat das große Auswirkungen, beispielsweise auf das Hämoglobin, das für den Sauerstofftransport im Körper zuständig ist. 
  • Die zweite Klasse der Glutaredoxine (CxxC/S-Typ) sind sogenannte Oxidoreduktasen. Sie sind unentbehrlich für Gehirnentwicklung da sie für die Übertragung von Elektronen zuständig sind. 

​+++ Mehr zum Thema: Stoffwechsel-Diät +++

Warum ist die Forschung an Glutaredoxin so wichtig?

"Wenn wir die Funktion der beiden Klassen besser verstehen, dann ergeben sich daraus neue Ansätze, um beispielsweise das Wachstum von Krebszellen einzudämmen und so krebskranken Menschen zu helfen. Wollen wir auf der anderen Seite neurodegenerative Erkrankungen wie beispielsweise Multiple Sklerose oder Parkinson in ihrem Verlauf abschwächen, dann können wir die Erkenntnisse dafür nutzen, das Wachstum von Nervenzellen anzuregen", erklärt Studienleiter Christopher Horst Lillig. Dafür, so der Wissenschafter, sei das Verstehen der Loop-Struktur im Zentrum der Proteine ausschlaggebend.

+++ Mehr zum Thema: Differentialdiagnose bei Parkinson +++

Protein-Engineering war aufschlussreich

Die Forscher wendeten zur Untersuchung der Proteine das sogenannte Protein-Engineering, also die Konstruktion und Herstellung von Proteinen, bezeichnet. Dabei gelang es, die entscheidenden Loop-Strukturen der beiden Protein-Klassen Glutaredoxin gegeneinander auszutauschen. Dadurch haben sich auch die Funktionen und Aktivitäten der beiden Proteine umgekehrt. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können nun die Prozesse in den Zellen, aber vor allem auch deren Fehlfunktionen, besser verstanden werden, was für Therapieansätze im Kampf gegen Krebs, MS und Parkinson ausschlaggebend ist. 

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Quellen

"Molecular basis for the distinct functions of redox-active and FeS-transfering glutaredoxins". https://www.nature.com/articles/s41467-020-17323-0 (Letzter Zugriff: 13.7.2020)

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