Einsichten in den Abbau von Proteinen

Forscher des Instituts für Biochemie und Molekularbiologie und des Exzellenzclusters für biologische Signalstudien der Universität Freiburg haben einen neuen Mechanismus entdeckt, wie die Lebensdauer von Proteinen in Mitochondrien reguliert wird. Als Modellorganismus wurden Mitochondrien aus Bäckerhefe verwendet, sie nach denselben Prinzipien funktionieren wie die in den Zellen des Menschen. So werden die meisten mitochondrialen Proteine im Zellkern kodiert und müssen nach ihrer Synthese in dieses Organell eingeschleust werden. Hierfür erhalten diese Proteine Signalsequenzen, die sie zu Erkennungsstellen auf den Mitochondrien leiten und die Passage in das Innere erlauben. Dort angekommen, werden diese Signalsequenzen wieder von einem ganz bestimmten Enzym entfernt. Genau diese Signalsequenzen haben die Forscher gemeinsam mit einem Team aus Dortmund systematisch untersucht und für mehr als 600 mitochondriale Proteine bestimmt. Die größte Überraschung dabei war, dass viele dieser Signalsequenzen nicht nur einmal, sondern noch ein zweites Mal geschnitten werden. Das hierfür verantwortliche Enzym wurde ebenfalls im Rahmen dieser Untersuchungen entdeckt. Es handelt sich hierbei um ein von Bakterien bis zum Menschen hochkonserviertes Protein. Diese zusätzliche Prozessierung stellt sicher, dass die Proteine vor einem vorzeitigen Abbau geschützt werden. Dem Freiburger Projektleiter Prof. Chris Meisinger zufolge liefern diese Ergebnisse gänzlich neue Einsichten in den Abbau von Proteinen in Zellorganellen und können zur Aufklärung vieler verschiedener Krankheitsmechanismen dienen.