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News: Proteine unterwegs

Auf Proteine, die tief im Zellinneren entstehen, wartet oft eine lange Reise. Um ihren Bestimmungsort zu erreichen, lassen sie sich von bestimmten Bläschen auf komplexen Wege durch die Zelle transportieren. Wie die Proteine Eintritt in die Transportgefährte finden, offenbarte nun ein kleines Hormon: Es dockt an einen "Transporterrezeptor" an und erhält so Einlass.
Viele Proteine, die in dem ausgedehnten Membrannetzwerk des endoplasmatischen Retikulums im Cytoplasma zusammengebaut werden, sind gar nicht für den Eigenbedarf der Zelle gedacht, sondern sollen etwa als Hormone das Blutsystem erreichen. Um die Zellbarrieren zu überwinden, lassen sich die Proteine per Anhalter von speziellen Vesikeln quer durch die Zelle transportieren. Letztendlich verschmelzen das zelluläre Gefährt und die Zellmembran miteinander, und das darin befindliche Protein gelangt ins Außenmedium. Doch wie dringen die zu transportierenden Proteine in die beweglichen Zellkompartimente ein und welche Vorgänge beeinflussen, wer mitkommt und wer nicht? Denn das Sortieren der Proteine nach ihrem Bestimmungsort folgt einem strengen Plan, schließlich sollen nicht alle Eiweiße die Zelle verlassen.

Charles Barlowe und William Belden von der Dartmouth Medical School entdeckten nun bei der Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) den ersten Proteinfänger, der ein lösliches Protein aus dem Cytoplasma fischt und ihm dabei hilft, sein ganz spezielles Transportfahrzeug zu erreichen und mit dessen Hilfe die Zellgrenze zu überwinden.

Ähnlich wie viele Tiere schüttet die Hefe Duftstoffe – Pheromone – aus, wenn sie sexuell heranreift. Eins dieser kleinen Moleküle bedient sich in Hefe auf seiner Reise durch die Zelle des Rezeptorproteins Erv29p. Ohne dieses Protein wird das Pheromon nicht abgegeben, da das Überwinden der Membranbarriere unmöglich ist. Wie die beiden Proteine zueinander finden, beschreibt Barlowe recht anschaulich, indem er das von ihm entdeckte Rezeptorprotein mit einem Sitz im Bus vergleicht: "Wenn man Erv29p ausschaltet, fährt der Bus noch immer das richtige Ziel an. Aber ihm fehlt der Sitz für den zu transportierenden Passagier und so bleibt der Fahrgast an Ort und Stelle."

Das in Hefe gefundene Konzept der Verkehrsführung könnte weiter verbreitet sein als bislang angenommen. Barlowe vermutet entsprechende Funktionen des Rezeptors Erv29p in höheren Zellen beziehungsweise andere Proteine, die diese Aufgaben übernehmen. Nun wollen Barlowe und sein Team den genauen Mechanismus des Grenzverkehrs aufschlüsseln und verfolgen, wie der Rezeptor sein spezielles Protein bindet und es wieder loslässt – wie der Passagier auf seinen Sitzplatz gelangt und ihn wieder verlässt.

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