Falsch gefaltete Proteine sind eine Katastrophe für die Zelle – sie verklumpen oder verheddern sich und stören als funktionsloser Proteinmüll. Bei vielen neurogenerativen Krankheiten verklumpen falsch gefaltete Proteine und lagern sich in der Zelle ab, etwa bei der Alzheimer-Demenz, bei Morbus Parkinson oder bei Amyotropher Lateralsklerose. Weil sich Zellen keine Fehler bei ihren Proteinen leisten können, erhalten neu synthetisierte Proteine Hilfe, um in der Zelle rasch ihre korrekte 3-dimensionale Gestalt einnehmen zu können – und zwar von verschiedenen Faltungshelfern, sogenannten Chaperonen.

Quelle: Max-Planck-Gesellschaft

Der deutsche Arzt und Biochemiker Prof. Dr. Franz-Ulrich Hartl und der amerikanische Mediziner Prof. Dr. Arthur L. Horwich haben diese Faltungsmaschinerie der Zelle entdeckt und ihre Prinzipien entschlüsselt. Dafür erhielten sie den mit 120.000 Euro dotierten Paul Ehrlich- und Ludwig Darmstaedter-Preis 2019.

„Hartl und Horwich haben wichtige Aspekte dieser Maschinerie entdeckt und deren Bedeutung für die Medizin aufgezeigt. Damit haben sie einen wichtigen Beitrag zum Verständnis neurodegenerativer Erkrankungen geleistet“, sagt Prof. Dr. Thomas Boehm über die Leistungen der beiden Preisträger. Boehm ist Direktor am Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg und Vorsitzender des Stiftungsrates.

„Ohne richtige Form, keine korrekte Funktion: Dieses grundlegende Prinzip der Technik gilt auch für zelluläre Proteine“, schreibt der Stiftungsrat in seiner Begründung. „Wenn die dreidimensionale Form nicht stimmt, funktionieren Proteine nicht. Sie exponieren wasserabstoßende Seitenketten, die normalerweise verdeckt sind. Diese ziehen andere wasserabstoßenden Seitenketten an, verkleben und sorgen dafür, dass die Proteine aggregieren. Die Zelle verhindert dies durch Faltungshelfer.“

Quelle: Max-Planck-Gesellschaft
Quelle: Max-Planck-Gesellschaft

Chaperone als Faltungshelfer von Proteinen

Proteine verlassen den Ort ihrer Synthese als wachsende Proteinkette – sie quellen quasi aus dem Ribosom wie Zahnpasta aus der Tube. Dabei besteht die Gefahr, dass die Proteinkette verklebt, bevor die Synthese abgeschlossen ist. Vollständig falten kann sie sich erst, nachdem die letzte Aminosäure angehängt worden ist. Die von Hartl und Horwich entdeckten Chaperone schirmen die langkettigen Proteinketten von der Umgebung ab und geben ihnen dadurch Gelegenheit, sich schnell und ungestört auszurichten. Die Faltungsmaschinerie verbraucht Energie in Form von ATP.

Quelle: https://deutsch.medscape.com/artikelansicht/4907728

Siehe auch: Das Rätsel der Protein-Faltung, WDR-Fernsehbeitrag vom 24.04.2018, 05:15 Min. Verfügbar bis 24.04.2023, Autor: Mike Schaefer

https://www1.wdr.de/mediathek/video/sendungen/quarks-und-co/video-das-raetsel-der-protein-faltung-100.html