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MPI für Biochemie, Am Klopferspitz 18, 82152 Martinsried

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Dr. Julia von Blume
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MPI für Biochemie, Am Klopferspitz 18, 82152 Martinsried

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Molekulare Grundlagen des Proteintransports

Molekulare Grundlagen des Proteintransports

Zelluläre Poststation

Zellen verlieren ihr dynamisches Aktinzytokelett (rot), wenn ihnen ADF/cofilin fehlt. Proteine (grün) können dann nicht mehr richtig im Golgi sortiert werden.
Zellen verlieren ihr dynamisches Aktinzytokelett (rot), wenn ihnen ADF/cofilin fehlt. Proteine (grün) können dann nicht mehr richtig im Golgi sortiert werden. [weniger]

Damit die Zelle ihre zahlreichen Proteine zur richtigen Zeit an den richtigen Ort verteilen kann, benötigt sie eine Adressier- und Versandstation: den Golgi-Apparat. Julia von Blume erforscht mit ihrer Gruppe, welche Strukturen und Moleküle im Golgi für diese Sortier- und Transportvorgänge notwendig sind und was bei Fehlern geschieht.

Proteine werden in der Zelle hergestellt und dann zum Golgi-Apparat gebracht. Dieses Organell besteht aus flachen, membranumhüllten Kammern, die übereinander gestapelt sind. Im Inneren der Hohlräume werden die Proteine mit einer „Adresse“ versehen, indem unterschiedliche Signalmoleküle angehängt werden. So markiert, gelangen sie dann in andere Bereiche des Golgis, zu anderen Zellorganellen, an die Oberfläche oder werden aus der Zelle heraus transportiert.

Calcium als Schlüssel
In früheren Studien identifizierte von Blume bereits das zentrale Stütz- und Transportmolekül Aktin als Schlüsselfaktor für diese Vorgänge. Auch der Komplex ADF/cofilin, der Aktin reguliert, ist an der Proteinsortierung im Golgi beteiligt. Von Blumes Versuche lassen vermuten, dass diese beiden Faktoren in bestimmten Bereichen des Golgi-Apparates miteinander interagieren, um den Kalziumtransporter SPCA1 anzuhäufen. SPCA1 ist ein weiterer wichtiger Akteur, der lokal die Konzentration von Kalziumionen erhöht. Wenn Proteine an diese binden, können sie von einem Membranbläschen umhüllt und aus der Zelle geschleust werden.

Unter die Haut
Von Blume möchte auch klären, wie die seltene Hautkrankheit Hailey-Hailey entsteht. Patienten leiden unter Verfärbungen der Haut, Juckreiz und Blasenbildung. Aufgrund eines genetischen Defekts funktioniert hier der Kalziumtransporter SPCA1 nicht. Dadurch können spezielle Proteine für die Zell-Zell-Kommunikation nicht mehr nach außen abgegeben werden. Die Forscherin möchte wissen, wie genau sich dieser Defekt auf die Sortierung und den Transport von Proteinen auswirkt.

 
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