Darmpolypen durch falsch gefaltete Proteine

Foto: Das Protein BMPR-IA

An den rot, schwarz und blau markierten
Stellen ist das Protein bei Juveniler
Polyposis mutiert; © Thomas D. Müller

Bei vielen Patienten mit Juveniler Polyposis funktioniert das Protein BMPR-IA nicht richtig. Dieses Protein sorgt dafür, dass gealterte Zellen absterben. Dieser Mechanismus ist wichtig, da sich die Darmschleimhaut ständig erneuert."Wir haben gezeigt, dass zwei der bekannten Mutationen die Faltung und damit die biologische Aktivität des Proteins stark beeinträchtigen", erläutert Thomas D. Müller vom Würzburger Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften.

Die falsch gefalteten Proteine können sich nicht mehr mit ihrem molekularen Partner verbinden, einem Protein namens BMP-2 (Bone Morphogenetic Protein-2). So wird dessen Signal, das den programmierten Zelltod auslösen soll, nicht ins Innere der Zelle übertragen. In der Folge bildet die Darmschleimhaut unkontrolliert Polypen, die später Darmkrebs auslösen können.

Müller und seinem Team geht es vor allem darum, allgemein die Struktur von Proteinen und von Protein-Protein- Komplexen aufklären. Im Zusammenhang mit den jetzt veröffentlichten Ergebnissen hatten sich die Forscher mit BMP-2 beschäftigt. Dieses Protein wurde ursprünglich über seine Eigenschaft entdeckt, das Knochenwachstum in Gang zu bringen, übt jedoch noch zahlreiche weitere Funktionen aus.

Zunächst wollten die Forscher klären, weshalb BMP-2 mit zwei seiner Rezeptoren (BMPR-IA und BMPR-IB) gleichermaßen in Wechselwirkung treten kann, obwohl sich die beiden in rund 50 Prozent ihrer Aminosäuren unterscheiden. Die Wissenschaftler zeigten, dass sowohl die Rezeptoren als auch BMP-2 an ihren Berührungsflächen sehr flexibel sind und sich dadurch mit kleinen Strukturveränderungen aneinander anpassen können. Trotz der deutlichen Unterschiede in der Aminosäure-Zusammensetzung kann BMP-2 so an beide Rezeptoren binden. Der bei Juveniler Polyposis mutierte Rezeptor ist dagegen so sehr beeinträchtigt, dass die Bindung nicht mehr klappt.

MEDICA.de; Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg