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25.01.2016

Coiled Coils mit neuer Faltungsform

Wissenschaftler der Abteilung Proteinevolution am MPI für Entwicklungsbiologie entdecken neue Faserstruktur


Tübingen, 25.01.2016. Ein Protein besteht aus einer Kette von verschiedenen Aminosäuren, deren spezifische Reihenfolge dessen dreidimensionale Struktur bestimmt. Eine besonders einfache Struktur haben sogenannte Coiled Coils. Bei diesen folgt die Sequenz der Aminosäuren einem speziellen sich wiederholenden Muster,  welches dazu führt, dass zwei oder mehr solcher Aminosäureketten sogenannte α-Helices ausbilden, die wiederum wie die Fasern eines Seils umeinander gewunden sind.  Aufgrund ihrer Regelmäßigkeit sind Coiled Coils in der Theorie so gut verstanden, dass ihre atomare Struktur meist sehr genau vorhergesagt werden kann.

Wissenschaftler um Prof. Andrei Lupas, Direktor der Abteilung Proteinevolution am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, fanden nun eine neuartige Faserstruktur, die auf klassischen Coiled Coils basiert: in dieser sogenannten α/β-Coiled Coil sind die spiralförmigen α-Helices von Strukturelementen unterbrochen, welche die Forscher β-layer (β-Ebenen) nennen. Die Forscher konnten zeigen, dass diese Veränderungen durch gezieltes Einfügen einer bestimmten Anzahl von Aminosäuren in die regelmäßigen Sequenzmuster von Coiled Coils entstehen.

Herausgefunden haben sie das bei der Untersuchung von faserartigen Proteinen, die auf der Oberfläche von Bakterien und Viren zu finden sind, und diesen zur Anheftung an Wirtszellen dienen. Die β-layer fungieren dort als universelle Verbindungsstücke zwischen strukturell unterschiedlichen Segmenten. Als solche erleichtern sie die schnelle evolutionäre Anpassung dieser Oberflächenproteine.

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eLife 2016;10.7554/eLife.11861; DOI: dx.doi.org/10.7554/eLife.11861


Bakterienoberfläche mit Adhäsinen, klebrigen Lollistrukturen, mit denen sich Bakterien an ihre Wirtszellen anheften. Copyright: Barth van Rossum/Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie

Bakterienoberfläche mit Adhäsinen, klebrigen Lollistrukturen, mit denen sich Bakterien an ihre Wirtszellen anheften. Copyright: Barth van Rossum/Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie

Grafische Darstellung eines Bakteriophagen mit entsprechenden Schwanzfäden, Spikes und Schwanzfibern. Copyright: Martin Vötsch / Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Grafische Darstellung eines Bakteriophagen mit entsprechenden Schwanzfäden, Spikes und Schwanzfibern. Copyright: Martin Vötsch / Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Dreidimensionale Darstellung der Coiled Coil (rechts mit der entsprechenden Unterbrechung). Copyright: Marcus Hartmann / Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

Dreidimensionale Darstellung der Coiled Coil (rechts mit der entsprechenden Unterbrechung). Copyright: Marcus Hartmann / Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

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