Membran-Rezeptoren unter dem Mikroskop

 Mithilfe der hochauflösenden Rastersonden-Mikroskopie lassen sich zwei unabhängige Ligand-Bindungsstellen von humanen Rezeptoren in der nativen Membran identifizieren und quantifizieren.
Mithilfe der hochauflösenden Rastersonden-Mikroskopie lassen sich zwei unabhängige Ligand-Bindungsstellen von humanen Rezeptoren in der nativen Membran identifizieren und quantifizieren.

Eine neue hochauflösende Methode, mit der man erstmals die Wechselwirkung eines Rezeptors mit zwei Liganden gleichzeitig präzise messen kann, hat eine internationale Forschergruppe um Daniel Müller (Basel), Brian Kobilka (Stanford), sowie Ralph Wieneke und Robert Tampé von der Goethe-Universität entwickelt.

Um Signalwege in Organismen zu verstehen, müssen Forscher die Funktion einer Vielzahl verschiedener Rezeptoren in der Zellmenbran entschlüsseln. Dies wird dadurch erschwert, dass die Rezeptoren ungleichmäßig verteilt sind und oft mehr als eine Sorte von Molekülen (Liganden) binden können. Außerdem kann ein Rezeptor denselben Liganden stark, schwach oder gar nicht binden.

Wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift “Nature Communications“ berichten, verwenden sie als bildgebendes Verfahren eine Variante der Raster-Kraftmikroskopie. Bei dieser Methode tastet man Oberflächen mit einer extrem feinen Spitze ab und misst dabei die Kräfte zwischen der Spitze und einzelnen Molekülen der Oberfläche. Bei biologischen Proben wird die Spitze mit einem Liganden beschichtet, so dass man dessen Wechselwirkung mit Proteinen auf der Probenoberfläche messen kann. Doch bisher war es nicht möglich, einzelne Rezeptoren in einer Membran abzubilden und gleichzeitig ihre Wechselwirkung mit mehr als einem Liganden zu messen.

Die Forscher haben dieses Problem nun gelöst, indem sie die Mikroskopspitze mit zwei verschiedenen Liganden beschichteten, die beide an den zu untersuchenden Rezeptor binden. Als Probe untersuchten sie den G-Protein-gekoppelten Rezeptor PAR1. Dieser gehört zu einer großen Familie von Rezeptoren, die Antworten der Zelle auf Hormone oder Neurotransmitter vermitteln. Sie sind auch verantwortlich für das Sehen, Riechen und Schmecken. In der Zellmembran bestehen sie nebeneinander in mehreren Zuständen und können verschiedene Liganden unterschiedlich stark binden. Der Rezeptor PAR1 wird durch ein Enzym aktiviert, welches bei der Blutgerinnung, Entzündungsreaktionen und möglicherweise auch Reparaturmechanismen für das Gewebe eine Rolle spielt.

In dem Versuch tasten die Forscher nun die Probe ab und variieren dabei den Abstand der Mikroskop-Spitze. Kommt ein Ligand in die Nähe zugehörigen Rezeptors, bindet er. Dadurch wird eine messbare Anziehungskraft auf die Spitze des Mikroskops augeübt.

Die neue Technik könnte zukünftig für eine innovative Wirkstoff-Forschung eingesetzt werden, da die meisten der verschriebenen Arzneimittel diese G-Protein gekoppelten Rezeptoren angreifen.

[dt_call_to_action content_size=“normal“ background=“plain“ line=“true“ style=“1″ animation=“fadeIn“]

Weitere Informationen: Prof. Robert Tampé, Institut für Biochemie, Campus Riedberg, Tel.: (069) 798-29475, tampe@em.uni-frankfurt.de.

[/dt_call_to_action]

Relevante Artikel

1822-Preis für innovative Lehre vergeben: (v.l.) Dr. Ingo Wiedemeier, Vorstandvorsitzender der Frankfurter Sparkasse, die Preisträger der Kinder- und Jugendmediziner Dr. Boris Wittekindt, der Chemiker Prof. Alexander Heckel, die Professorin für Romanische Sprachwissenschaft Romana Radlwimmer, der Hebräischdozent Dr. Johannes Friedrich Diehl sowie die Vizepräsidentin der Goethe-Universität für Studium und Lehre Prof. Viera Pirker (v.l.; Foto: Moritz Reich)

Innovative Lehre in Zeiten von KI

Goethe-Universität und Stiftung der Frankfurter Sparkasse verleihen 1822-Preis an einen Mediziner, eine Romanistin, einen Theologen und einen chemischen Biologen Der

Öffentliche Veranstaltungen
Grafik zur Auslandsmobilität und Gaststudierende. Die Grafik stellt eine Zusammenfassung aller angegebenen Auslandsaufenthalte dar. Quelle: DAAD

Auslandsmobilität und Gaststudierende

Auswertung der BintHO-Befragung 2023/24 Die Goethe-Universität (GU) hatte im Januar/Februar 2024 an der Befragung „Benchmark internationale Hochschule (BintHo)“ teilgenommen, die

Foto: Miriam Cirino

Studierende evaluieren Bildungsprojekte

Abschlussveranstaltung des Workshops „Evaluation – Qualifiziert bewerten, professionell berichten“ Am 17. Mai fand die Abschlussveranstaltung des fachbereichsübergreifenden Workshops „Evaluation –

Kon-Text einer Poetikdozentur

In der Begleitausstellung Wechselstoffe zur aktuellen Poetikvorlesung treten Frankfurter Positionen aus der Bildenden Kunst in den Dialog mit Judith Schalanskys

Buchcover "Förderbezogene Diagnostik in der inklusiven Bildung", Katja Beck, Rosa Anna Ferdigg, Dieter Katzenbach, Julia Klett-Hauser, Sophia Laux, Michael Urban (Hrsg.), Waxmann Verlag

„Transfer kann nur im Dialog gelingen“

Ergebnisse des Metavorhabens Inklusive Bildung In der Förderrichtlinie »Förderbezogene Diagnostik in der inklusiven Bildung« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung

(V. l. n. r.): David Gurlitt, Jacob Lemmer, Parand Yaghubi, Leonard Gross, Berkant Yilmaz. Foto: Edmund Blok

Ein Urteil in eigener Sache

Team der Goethe-Universität belegt den 1. Platz im schriftlichen Wettbewerb des Oxford International Intellectual Property Moot Court 2025. Vom 19.

You cannot copy content of this page