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Treffpunkte in der Zelle

22.02.1999 - (idw) Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

Treffpunkte in der Zelle

Berliner Forscher enträtseln Bedeutung von Ankermolekülen in Nierenzellen

Haben Sie schon einmal versucht, in einem belebten Saal eine bestimmte Person zu treffen? Sicherlich überließen Sie dies nicht dem Zufall, sondern haben sich an einem festen Ort miteinander verabredet. Ganz ähnlich verhalten sich Moleküle, die innerhalb einer Zelle miteinander reagieren sollen. Wie Dr. Enno Klußmann vom Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) herausgefunden hat, ist die Anordnung von Reaktionspartnern in einem gemeinsamen Raum (Kompartimentierung) eine entscheidende Voraussetzung für den Ablauf bestimmter Reaktionen. In der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of Biological Chemistry (1999, 274[8]: 4934-4938) beschreibt er, daß die Verankerung des Enzyms Proteinkinase A (PKA) in unmittelbarer Nachbarschaft zu seinem Substrat eine wichtige Voraussetzung für die Funktion des Substrates ist.

Proteinkinasen aktivieren oder deaktivieren Proteine durch die Übertragung von Phosphatgruppen. In dem untersuchten System werden Wasserkanäle, tunnelförmige Proteine, die sich innerhalb der Zelle in kleinen Bläschen (Vesikeln) befinden, auf diese Weise aktiviert. Daraufhin wandern sie in die Außenwand der Zelle, die Plasmamembran. Der Wissenschaftler ging davon aus, daß die PKA durch winzige Ankermoleküle, die AKAPs (A Kinase Anchoring Proteins), in der Nähe ihrer Substrate festgehalten wird. Nur so kann sichergestellt werden, daß bei einer Aktivierung des Enzyms auch tatsächlich genügend Wasserkanäle als Reaktionspartner zu finden sind. Durch Ausschalten der Ankerfunktion der AKAPs verhinderten Klußmann und seine Kollegen die Kompartimentierung der PKA in der Nähe der Wasserkanäle. Diese konnten demzufolge nur noch bei einem zufälligen (und entsprechend seltenen) Aufeinandertreffen miteinander reagieren. Die Ergebnisse ihrer Untersuchungen lassen eine allgemeingültige Funktion der AKAPs bei der Vermittlung bestimmter Zellreaktionen (Exozytose-Vorgänge) vermuten.

Klußmann und seine Mitarbeiter beschäftigen sich mit der Umverteilung des Wasserkanals Aquaporin-2 aus dem Inneren der Zelle in die Plasmamembran. Dieser Vorgang wird durch das antidiuretische Hormon Vasopressin ausgelöst, welches für den Wasserhaushalt des Organismus verantwortlich ist. Bei Wassermangel wird Vasopressin vom Gehirn ins Blut entlassen, gelangt zu den Nierenzellen und setzt eine Reaktionskette in Gang, an deren Ende die beschriebene Phosphorylierung und die sich anschließende Verlagerung der Wasserkanal-Moleküle in die äußere Plasmamembran stehen. So kann Wasser aus einer Vorstufe des Urins durch Poren in der Mitte der Wasserkanäle zurück in die Zelle, d.h. den Organismus fließen. Störungen dieses Mechanismus äußern sich in Form einer schweren Nierenfunktionsstörung, dem Diabetes insipidus.

Weitere Informationen erhalten Sie von der Pressestelle des Forschungsinstituts für Molekulare Pharmakologie (FMP):
Dr. Patricia Béziat
Alfred-Kowalke-Str. 4, 10315 Berlin
Telefon: 030 / 51 551 - 418
Telefax: 030 / 51 551 - 291
e-mail: beziat@fmp-berlin.de

(Um Belegexemplar wird gebeten.)
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