Seifenmoleküle öffnen Proteinkanäle aus der Bakterienmembran |
Bestimmte Kanalproteine in Bakterien werden durch Seifenmoleküle reversibel geöffnet. Die Kanäle sind auch aus medizinischer Sicht interessant, da sie zu den Abwehrmechanismen von Bakterien gehören. Bakterien nutzen spezielle Kanalproteine durch die sie Flüssigkeit und Ionen aus der Zelle schleusen können, um sich im Notfall vor dem Platzen zu schützen. Die Forschungsgruppe um Prof. Dr. Bettina Böttcher vom Rudolf-Virchow-Zentrum – Center for Integrative and Translational Bioimaging der Universität Würzburg entdeckte nun, dass bestimmte Fettmoleküle (Lipide), welche die bakterielle Membran aufbauen, den Öffnungsmechanismus steuern. Da auch schädliche Bakterien diesen Schutzmechanismus anwenden, ist es relevant die zugrundeliegenden Mechanismen zu kennen.
Abgewaschene Lipide führen zur Öffnung
Bekannt war
bisher, dass die mechanische Spannung der Membran, in der die
Kanalproteine eingebettet sind, über „Fühler“ von den Proteinen gemessen
wird und bei großer Spannung zur Öffnung der Kanäle führt. Böttcher und
ihre Gruppe zeigten jetzt, dass auch Lipide die sich an Falten und
Taschen des Proteins anlagern, eine wichtige Rolle bei der Steuerung
spielen. Dazu behandelten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen
die Proben, in denen die Proteine ohne umgebende Membran vorlagen, mit
unterschiedlichen Seifenlösungen. „Die Seifenmoleküle waschen die
angelagerten Lipide langsam ab, es kommt zu Strukturveränderungen und
die Kanäle öffnen sich. Werden wieder mehr Lipide dazu gegeben, dann
kehrt sich der Vorgang um und die Kanäle schließen sich wieder“, erklärt
Böttcher.
Studentinnen werden Mitautorinnen der Studie
Eine
Besonderheit dieser Studie ist die enge Verknüpfung von Forschung und
Lehre. Die Studentinnen des Praktikums „Elektronenmikroskopie und
Bildverarbeitung“ des letzten Jahres nahmen die Messungen an den
forschungsrelevanten Proben vor und trugen so maßgeblich zu der
Veröffentlichung bei. „Die Verknüpfung von Lehre und Forschung ist nicht
immer leicht, da die forschungsrelevanten Proben aufwendiger in der
Vorbereitung und risikoreicher in der Untersuchung sind als typische
Proben, die für Praktika verwendet werden“ stellt Böttcher klar. Julia
Halang, eine der Studentinnen erzählt begeistert: "Das Praktikum hat mir
einen Einblick in die Elektronenmikroskopie geboten, den ich anders nie
erhalten hätte. Dabei durften wir bei der Probenvorbereitung bis hin
zur Bildaufnahme und der Prozessierung alles durchführen. Dafür bin ich
sehr dankbar!“
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.uni-wuerzburg.de/rvz/neuigkeiten/single/news/seifenmolekuele-oeffnen-proteinkanaele-aus-der-bakterienmembran/
Quelle: Rudolf-Virchow-Zentrum – Center for Integrative and Translational Bioimaging (09/2021)
Publikation: Vanessa
Judith Flegler, Akiko Rasmussen, Karina Borbil, Lea Boten, Hsuan-Ai
Chen, Hanna Deinlein, Julia Halang, Kristin Hellmanzik, Jessica Löffler,
Vanessa Schmidt, Cihan Makbul, Christian Kraft, Rainer Hedrich, Tim
Rasmussen and Bettina Böttcher; Mechanosensitive channel gating by
delipidation. PNAS (2021) |