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 & Nachrichten aus der Forschung

Mit Proteinchemie der Struktur auf der Spur mehr

Ein internationales Team unter Beteiligung von Ashwin Charis Team am MPI für biophysikalische Chemie hat Wirkstoffe gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 identifiziert. Darunter sind auch zwei vielversprechende Substanzen, die zurzeit in präklinischen Studien untersucht werden. Zudem entdeckte das Forschungsteam eine neue Bindungsstelle am Virus, an der Medikamente ankoppeln können. mehr

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

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