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Samstag, 21.01.2017
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Proteinsynthese der Pilze entschlüsselt

Erkenntnisse könnten neue Medikamente gegen Fungizide liefern

Pilze benötigen im Gegensatz zu anderen Lebensformen für die Proteinsynthese einen zusätzlichen Hilfsfaktor, der bei keinem anderen Organismus vorkommt. Nun ist es erstmals gelungen, die molekulare Struktur dieses zusätzlichen Hilfsfaktors, des Elongationsfaktors eEF3, aufzuklären. Diese Entdeckung könnte die Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen Pilze vorantreiben, wie die Wissenschaftler in der online-Ausgabe von "Nature" schreiben.
Schimmelpilz Aspergillus

Schimmelpilz Aspergillus

Bei der Synthese von Proteinen wird die Information der Gene in eine spezifische Abfolge von Aminosäuren, den Grundbausteinen der Proteine, übersetzt. Dies geschieht bei allen Zellen der lebendigen Welt mit zwei Hilfsfaktoren, so genannten Elongationsfaktoren, die in höheren Organismen als Elongationsfaktor 1A (EF1A) bzw. Elongationsfaktor 2 (EF2), in Bakterien als EF-TU bzw. EF-G bezeichnet werden. Nur bei Pilzen wie beispielsweise der Hefe gibt es einen dritten Hilfsfaktor, den Elongationsfaktor eEF3, ohne den die Pilze nicht überleben können. Zur Entfaltung seiner Aktivität bindet und spaltet eEF3 das energiereiche Molekül ATP. Die genaue Funktion des Faktors, seine Struktur und seine Wechselwirkung mit dem Ribosom waren jedoch bislang ein Rätsel.

Einem Wissenschaftlerteam der Charité Berlin, der Universität Aarhus, der Johnson Medical School, New Jersey, der Ludwig-Maximilians-Universität München sowie des Berliner Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik ist es jetzt gelungen, die molekulare Struktur dieses Faktors aufzuklären. Mit Hilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie konnten die Forscher zeigen, in welcher Weise eEF3 an das aktive Ribosom gebunden wird. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass das an das Ribosom gebundene eEF3 die chemische Energie, die bei der Spaltung des ATP entsteht, dazu nutzt, um den so genannten L1-Arm des Ribosoms nach außen zu drücken.

Dies ermöglicht die Freisetzung der bereits verbrauchten tRNAs, über welche die Aminosäuren an das Ribosom herantransportiert werden. Im nächsten Schritt kann das Ribosom mit einer neuen Aminoacyl-tRNA beladen werden - eine weitere Runde der Proteinsynthese beginnt. Die jetzt veröffentlichten Ergebnisse sind von großer Bedeutung für das Verständnis der Unterschiede der Proteinsynthese von Pilzen und anderen Organismen und eröffnen den Weg für die Entwicklung einer neuen Klasse von Wirkstoffen und Medikamenten gegen Pilze (Fungizide).
(Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, 24.08.2006 - AHE)
 
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