Schematische Darstellung des Zusammenwirkens des Proteins Ubiquitin und der „Abbaumaschine“ Proteasom.                                                  (Grafik: Institut)

Der Zusammenschluss aus 20 führenden Institutionen, darunter auch der des Nobelpreisträgers für Chemie des Jahres 2004 Aaron Ciechanover, verfolgt das Ziel, die europäische Spitzenforschung in diesem Bereich sichtbar zu machen und weiter zu fördern. Ein weiteres Ziel ist die Weiterbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Durch die Zusammenarbeit mit kleinen Industriefirmen sollen Entdeckungen rasch in Produkte umgesetzt werden. Die Stuttgarter Arbeitsgruppe um Prof. Wolf bringt eine wissenschaftliche Fragestellung in das RUBICON-Netzwerk ein, welche direkt mit neurodegenerativen Erkrankungen sowie der Erbkrankheit Mukoviszidose in Verbindung steht: Die Wissenschaftler wollen herausfinden, wie es die Zelle schafft, die bei der Proteinsynthese immer wieder in größerer Menge auftretenden falsch gefalteten Eiweißmoleküle zu erkennen und zu eliminieren. Dieser Schutzmechanismus ist wichtig, da die Anwesenheit solcher „falschen“ Moleküle die Zelle stark schädigen würde. Umgekehrt wird bei der Mukoviszidose ein mutiertes, aber biologisch voll funktionelles Molekül „irrtümlicherweise“ abgebaut. Hier soll erforscht werden, wie dies verhindert werden könnte.

Wichtige Zellfunktionen werden verändert

Ubiquitin (der Name kommt von „ubiquitär, überall vorkommend“) ist ein kleines Eiweißmolekül, welches in allen höheren Zellen vorkommt. Auf bestimmte Signale hin wird es in den Zellen an Eiweißmoleküle (Proteine) angehängt, die daraufhin auf bestimmte Weise verändert werden. Sehr prominent, und zuerst entdeckt, führt das Anhängen einer langen Ubiquitinkette von mehr als vier Ubiquitinmolekülen an ein Protein zu dessen Abbau durch das Proteasom. Dies ist eine „Proteinabbaumaschine“, die ähnlich einem Fleischwolf die Eiweißketten in Stücke zerhackt. Bei der Entschlüsselung dieser Proteolysemaschinerie leistete die Stuttgarter Arbeitsgruppe, die mit Aaron Ciechanover im Rahmen einer deutsch-israelischen Projektkooperation eng zusammenarbeitete, bereits in der Vergangenheit wichtige Beiträge. Die Stuttgarter Wissenschaftler konnten zeigen, dass das Proteasom die Maschinerie in der lebenden Zelle darstellt, die für den Abbau der ubiquitinierten Proteine verantwortlich ist. In der Zwischenzeit wurden weitere Funktionen der Ubiquitinkopplung an Proteine entdeckt, die nicht zu einer Proteolyse des markierten Proteins führen. Auch wurden kürzlich so genannte „ubiquitin-ähnliche“ Proteine ent- deckt.

amg

Info: Anlässlich des 65. Geburtstags von Prof. Dieter Wolf fand am 18. September ein internationales Symposium unter dem Thema „Die Chemie des Lebens“ statt. Den Bericht dazu finden Sie auf Seite 105f.