Entstehung neurodegenerativer Krankheiten

Foto: Bindestellen zwischen SERF und amyloiden Proteinen

Anhand eines NMR-Spektrums (a)
kann man die exakten Bindestellen
zwischen SERF und amyloiden
Proteinen bestimmen (b:elektro-
nenmikroskopische Aufnahme);
© Falsone/Uni Graz

Die Forscher konnten erstmals im Detail beobachten, wie eine Wechselwirkung mit einem Protein namens SERF zum krankhaften Zusammenklumpen bestimmter Proteine führt, die dadurch ihre Aufgaben in der Zelle nicht mehr korrekt erfüllen können. Damit ist die Forschung der Entwicklung von Therapien einen Schritt näher gekommen.

Bei sogenannten amyloiden Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer, Creutzfeldt-Jakob und Chorea Huntington verlieren bestimmte Proteine ihre ursprüngliche dreidimensionale Struktur, in der Wissenschaft „protein misfolding“ genannt. Sie aggregieren zu fadenförmigen Fasern, sogenannten „Amyloiden“. Somit können sie ihre Funktionen für einen ordnungsgemäßen Ablauf der biochemischen Prozesse in den Zellen nicht mehr erfüllen. Solche amyloide Ablagerungen lassen sich in sterbenden Neuronen im Gehirn beobachten.

Wie es dazu kommt, das konnte Doktor Fabio Falsone vom Institut für Pharmazeutische Wissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz im Rahmen eines vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Forschungsprojekts nun nachweisen. Gemeinsam mit seinem Team hat er die Schlüsselproteine für die Entstehung der oben genannten Krankheiten im Labor isoliert. „So konnten wir – unabhängig von anderen zellulären Prozessen – beobachten, was geschieht, wenn diese Proteine bestimmten Einflüssen ausgesetzt sind“, erklärt Falsone.

Das spektakuläre Ergebnis dieser Untersuchungen war: „Die Amyloidbildung – die faserförmige Aggregation – all dieser Proteine wird beschleunigt, wenn sie mit einem weiteren Protein namens SERF wechselwirken“, berichtet Falsone. „SERF, das in den meisten Zellen vorkommt, bindet an die Proteine und verändert ihre Struktur, sodass sie Amyloide bilden, unabhängig von anderen Faktoren. Unspezifische Aggregationsprozesse werden hingegen nicht beeinflusst. Das lässt vermuten, dass SERF ein einzigartiger amyloidfördernder Faktor ist.“ Diese Einblicke ermöglichte den Wissenschaftlern die Methode der Kernspinresonanzspektroskopie (NMR), mit der sich Proteine und deren Wechselwirkungen auf atomarer Ebene betrachten lassen.

MEDICA.de; Quelle: Karl-Franzens-Universität Graz