Strukturelle Biochemie und Mechanismen

Strukturelle Biochemie und Mechanismen

Genomische Studien der jüngeren Vergangenheit haben gezeigt, dass die meisten zellulären Bestandteile ihre Funktion nicht alleine sondern als Teil größerer Verbünde ausüben. Makromolekulare Komplexe, auch molekulare Maschinen genannt, sind also für die Vielzahl biochemischer Reaktionen und überlebenswichtiger Aufgaben einer Zelle verantwortlich. Diese biochemisch fragilen Gebilde bestehen entweder nur aus Proteinen oder Protein-Nukleinsäure (DNA oder RNA)-Verbünden. Prominente Beispiele sind das Proteasom, die Fettsäuresynthase, das Nukleosom, das Ribosom und das Spleißosom. Bedingt dadurch, dass molekulare Maschinen die zelluläre Homöostase aufrechterhalten, ist deren Fehlfunktion oft auch die Ursache menschlicher Krankheiten. Die mechanistische Analyse der Funktion makromolekularer Komplexe stellt somit einen essentiellen Pfeiler in der Ergründung von Krankheitsursachen dar.

In unserer Forschung wenden wir mechanistische Biochemie und Röntgenkristallographie an, um große makromolekulare Komplexe zu untersuchen, die an der zellulären Proteostase und dem Fettsäurestoffwechsel beteiligt sind. Die Untersuchungen dieser molekularen Maschinen sind sehr komplex, und so beschäftigen wir uns mit der Entwicklung biochemischer Werkzeuge, um sie aufzureinigen, zu stabilisieren und funktionell relevante Zwischenstufen einzufangen. Methodenentwicklung betreiben wir ebenfalls bei der Sammlung röntgenkristallografischer Daten, der Phasen- und Strukturbestimmung großer makromolekularer Komplexe und der Verfeinerung ihrer atomaren Modelle. Außerdem wenden wir zeitaufgelöste Ansätze an, um dynamische Aspekte der Funktion dieser Maschinen zu untersuchen.

 

Pressemitteilungen

Holger Stark hat mit seinem Team eine entscheidende Auflösungsgrenze in der Kryo-Elektronenmikroskopie geknackt. Seiner Gruppe gelang es zum ersten Mal, einzelne Atome in einer Proteinstruktur zu beobachten und die bisher schärfsten Bilder mit dieser Methode aufzunehmen. Mit solch detaillierten Einblicken lässt sich besser verstehen, wie Proteine in der lebenden Zelle ihre Arbeit verrichten oder Krankheiten hervorrufen. mehr

Keine andere Infektionskrankheit tötet mehr Menschen als die Tuberkulose. Sie wird durch Mykobakterien ausgelöst. Um die Erreger zu bekämpfen, ist die Fettsäure-Fabrik des Bakteriums ein wichtiger Ansatzpunkt. Göttinger Forscher haben jetzt erstmals ein Protein entdeckt, das die Arbeit der FAS reguliert. Dies eröffnet in der Medizin neue Möglichkeiten, Wirkstoffe insbesondere gegen Tuberkulose zu entwickeln. Für die Biotechnologie bietet es Chancen für maßgeschneiderte Fettsäure-Synthasen. mehr

Das Ribosom als Kontrolleur

29. September 2016

Die Synthese makromolekularer Maschinen im Zellinneren ist ein komplizierter und diffiziler Prozess. Biochemiker aus Würzburg und Göttingen haben jetzt neue Details dieser Vorgänge entschlüsselt. Sie zeigen, dass die Zelle viel dafür tut, Produktionsfehler zu vermeiden. mehr

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