German
English

Mechanismus zur Kontrolle des Abschnürens von Vesikeln entschlüsselt

Mechanismus zur Kontrolle des Abschnürens von Vesikeln entschlüsselt

MHH- und MDC-Forscher klärten Struktur der Grundbausteine der lebenswichtigen Dynamin-Helix auf / Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Nature“

Ein lebenswichtiger Prozess ist, dass Zellen kontrolliert Bläschen (Vesikel) bilden und freisetzen können. Ist dieser Prozess gestört, können beispielsweise Nervenzellen nicht kommunizieren. Für die Bildung vieler Vesikel ist das Eiweißmolekül Dynamin unentbehrlich. Wissenschaftlern des Instituts für Biophysikalische Chemie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) ist es nun gemeinsam mit Kollegen des Max-Delbrück-Centrums (MDC) in Berlin und der Freien Universität Berlin gelungen, zu klären, wie sich Dynamin in einem regulierten Prozess zu einer schraubenartigen Struktur (Helix) verbindet, die dann funktionsfähig ist. Sie konnten auch zeigen, wie bestimmte Mutationen die Funktion von Dynamin beeinträchtigen – beispielsweise Mutationen, die bei den erblichen Muskelkrankheiten Morbus Charcot-Marie-Tooth und Centronukleare Myopathie auftreten. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu neuen therapeutischen Ansätzen. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Nature“.

Dynamin tetramer IMAGE:Thomas Reubold

Nerven leiten Signale als Botenstoffe in Vesikel verpackt von einer Nervenzelle zur nächsten. Diese Vesikel entstehen durch Zellausstülpungen, die durch Dynamin abgeschnürt werden: Dazu wickelt sich zunächst eine Kette aus Dynamin mehrfach um den Hals des entstehenden Vesikels – ohne, dass dabei Energie verbraucht wird. In einem zweiten Schritt erfolgt dann das Abschnüren als energieabhängige Verengung der Helix.

Die Wissenschaftler konnten nun zeigen, dass die Grundbausteine der Helix aus vier Dynamin-Molekülen bestehen, sogenannten Dynamin-Tetrameren. Aufgrund der großen Genauigkeit von etwa einem halben Millionstel Millimeter konnten sie außerdem klären, wie der erste Teilschritt, die Bildung der Dynaminhelix, reguliert wird. „Die Dynamintetramere besitzen genau die richtige Krümmung zum Bau der Helix und die Helix kann durch einfaches Aneinandersetzen der Tetramere ohne weiteren Energieeintrag gebildet werden“, sagt Dr. Susanne Eschenburg, MHH-Institut für Biophysikalische Chemie. „Die Kontaktstellen zwischen den Tetrameren sind zunächst blockiert und werden erst freigelegt, wenn korrekte Startsignale aus der Zelle kommen. Dann erst kann die Spirale gebildet werden“, erläutert ihr Kollege Dr. Thomas Reubold.

Weitere Informationen erhalten
Sie bei Dr. Susanne Eschenburg, MHH-Institut für Biophysikalische Chemie, Telefon (0511) 532-8655, eschenburg.susanne@mh-hannover.de sowie bei Dr. Katja Fälber (MDC), katja.faelber@mdc-berlin.de, Telefon (030) 9406-3139.

Source: Hannover Medical School (MHH)

Originalarbeit:
Crystal structure of the dynamin tetramer
Thomas F. Reubold, Katja Faelber, Nuria Plattner, York Posor, Katharina Branz, Ute Curth, Jeanette Schlegel, Roopsee Anand, Dietmar J. Manstein, Frank Noe´, Volker Haucke, Oliver Daumke & Susanne Eschenburg; Nature (2015)

Drucker