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#Neues aus der Industrie
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Neuer Anwendungsbereich für vielseitig begabten Helfer: Alzheimer-Medikation
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Kleines Hitzeschlagprotein als Modell für Alzheimer-Medikation
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Im Alzheimerkrankheitproteinbüschel zusammen zu den langen Fäserchen, die den Tod der Nervenzellen verursachen. Kleine Hitzeschlagproteine können diesem Effekt entgegenwirken. Wissenschaftler hoffen folglich, sie als Mittel in der Behandlung von neurodegenerative Krankheiten zu entfalten. Unter Verwendung des Beispiels eines kleinen Hitzeschlagproteins, haben Forscher an der technischen Universität von München (TUM) und das Helmholtz Zentrum Muenchen jetzt aufgedeckt, wie das Protein auf andere Proteine einwirkt.
Kleine Hitzeschlagproteine sind die „Katastrophehilfsmittelarbeitskräfte“ der Zelle. Wenn sie starker Hitze oder Strahlung herausgestellt werden, verlieren lebenswichtige Zellenproteine ihre Struktur und Klumpen bis zu verwickelten Büscheln. Sobald diese Büschel sich gebildet haben, gibt es keine Rückkehr -- die Proteine werden unbrauchbar und die Zellen fangen an zu sterben. Kleine Hitzeschlagproteine jedoch Befestigung zu den verformten Proteinen, bevor sie zusammen aufhäufen und sie in einem löslichen Zustand konservieren -- Helfen, ihre korrekte Form wieder herzustellen.
Viel versprechender Anwärter für neue Formen der Therapie
Die Helferproteine sind zutreffende Multitalente. Sie können viele schlecht gefalteten Proteine binden und sie von zusammen aufhäufen halten. Dieses schließt auch Proteine möglicherweise Krankheit-verursachen ein, die in den Zellen der Patienten mit neurodegenerative Störungen sammeln -- z.B. Betaamyloiden, die zusammenballen, um lange Fäserchen in den Nervenzellen von Alzheimer Patienten zu bilden. Hitzeschlagproteine sind auch mit anderen Nervensystemstörungen wie Parkinson-Krankheit und multipler Sklerose.
Obgleich es noch unklar ist, welche Rolle diese Katastrophehilfsmittelarbeitskräfte in den verschiedenen Unpässlichkeiten spielen, werden sie bereits als Modelle für Mittel in den neuen Medikationen angesehen. Wenn die exakten Mechanismen, durch die diese Schlagproteinhaken bis zu ihren Krankheit-verursachenden Gegenstücken erhitzen, bekannt, konnten Wissenschaftler dieses Wissen entfalten, um die Mittel zu entwickeln, die diese Mechanismen verwenden, um Krankheit zu kämpfen.
Zwei Möglichkeiten aus dem Chaos heraus
Eine Gruppe Forscher führte durch Bernd Reif, Professor an der Abteilung von Chemie der technischen Universität von München (TUM) und Gruppenführer beim Helmholtz Zentrum Muenchen, haben jetzt gefolgt, mit, diesen Mechanismus genau freizulegen. Unter Verwendung eines weiter entwickelten Verfahrens der Festkörpermagnetischen Resonanz- Kernspektroskopie (Festkörper-NMR), erreichten sie, zum ersten Mal überhaupt, die Aufstellungsorte im Alpha-B-CRYSTALLIn zu identifizierenen, die zum Beta-amyloid anbringen.
Es ist die erste direkte Strukturanalyse eines kompletten Hitzeschlagproteins während der Interaktion mit einem Abbindenpartner, weil die Katastrophehilfsmittelarbeitskräfte den Job des Beobachters nicht einfach bilden. „Alpha-B-CRYSTALLIn existiert in den verschiedenen verschiedenen Formen, die 24, 28 enthalten, oder 32 Untereinheiten, die dauerhaft ausgetauscht werden,“ erklärt Reif. „Zusätzlich, hat es ein großes Molekulargewicht. Diese Faktoren bilden Strukturanalyse sehr schwierig.“
In enger Zusammenarbeit mit seinen TUM-Kollegen Johannes Buchner, Professor von Biotechnologie und Sevil Weinkauf, Professor der Elektronenmikroskopie, Reif stellte fest, dass das kleine Hitzeschlagprotein einen spezifischen apolaren Beta-blatt Strukturstapel in seiner Mitte für Interaktionen mit dem Beta-amyloid benutzt und es auf den Anhäufungsprozeß in zwei Positionen sofort zurückgreifen lässt: Für ein bringt er zu den einzelnen aufgelösten Beta-amyloiden an und verhindert sie an der Formung der Fäserchen. Zusätzlich „versiegelt“ er vorhandene Fäserchen, damit weitere Amyloiden nicht mehr ansammeln können.
Schablone für künstlichen Proteinaufbau
Exaktes Wissen über die Weise, in der Alpha-B-CRYSTALLIn zum des Alzheimer Protein anbringt, ist für die Forscher besonders interessant, die so genannte „Proteintechnik“ verwenden, um neue Mittel zu entwickeln, die spezifisch an Beta-amyloid und ähnliche Proteine binden. Wenn die eben entdeckte Beta-blatt Strukturidee als Bausteine in solche künstlich entworfenen Proteine integriert werden könnte, würde sie ihre Fähigkeit verbessern, zu den Krankheit-verursachenden Fäserchen anzubringen -- ein erster Schritt in der Entwicklung der neuen Mittel gegen Alzheimer und andere neurodegenerative Krankheiten.
In der zukünftigen Arbeit möchten die Wissenschaftler einen näheren Blick an der N-Anschluss Region des Alphas-B-CRYSTALLIn nehmen. Da Reif und seine Kollegen entdeckt haben, bindet es Proteinarten, die, anders als das Beta-amyloid, zusammen in einer ungeordneten Weise aufhäufen. Die Forscher werden durch die neue NMRmitte gestützt, die z.Z. am Garching Campus der technischen Universität von München im Bau ist und slated, um sich 2017 zu öffnen. Eine weitere 5 Million Euroanlage, die spezifisch zu Festkörper-NMR übersetzt wird, ist z.Z. beim Helmholtz Zentrum in Neuherberg im Bau.