Forscher haben Häm-bildendes Enzym entschlüsselt

3D-Modell des ALAS-Enzyms
© GBF

Häm heißt der rote Farbstoff, von dem das Leben abhängt. Er ist ein wichtiger Bestandteil menschlichen und tierischen Blutes und transportiert den lebenserhaltenden Sauerstoff von der Lunge in das Gewebe.

„Mit unserem Projekt konnten wir ein Stück Wissenschaftsgeschichte abschließen“, erklärt Bereichsleiter Professor Dirk Heinz der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF): Mit ALAS – so der wissenschaftliche Name des Moleküls – seien nun die Strukturen aller an der Häm-Bildung beteiligten Enzyme bekannt.

Die Herstellung von Häm ist laut den Forschern wie eine Fließbandarbeit organisiert: Insgesamt zehn Enzyme haben im Produktionsprozess jeweils eine bestimmte Aufgabe. Sie erhalten vom vorgeschalteten Enzym ein Zwischenprodukt, verändern es gezielt und reichen es dann an das nächste Enzym in der Kette weiter. ALAS (5-Aminolevulinat-Synthase) habe dabei eine besondere Bedeutung, stellt Projektpartner Professor Dieter Jahn von der Technischen Universität Braunschweig fest: „Da dieses Enzym im Syntheseweg an erster Stelle steht, stört eine defekte ALAS die Blutbildung entscheidend. Krankheiten wie Anämien sind die Folge.“

Den Betroffenen können die Erkenntnisse der Wissenschaftler langfristig helfen: „Mit der nun bekannten ALAS-Struktur wird es möglich, die Ursachen dieser Anämie viel besser zu verstehen, die Symptome zu erklären und später die Therapie zu verbessern“, so Arbeitsgruppenleiter Dr. Wolf-Dieter Schubert.

ALAS findet sich schon bei evolutionär sehr alten Bakterien, den so genannten Proteobakterien, die das „Produktionsverfahren“ für die Farbstoffe, zu denen auch das Häm gehört, in der Frühzeit des Lebens vor 3,5 Milliarden Jahren entwickelt haben. Für Ihre Untersuchungen konnten die GBF-Wissenschaftler deshalb auf bakterielle ALAS zurückgreifen: Sie ähnelt dem menschlichen Enzym sehr stark – und ist so stabil, dass man es für die strukturanalytischen Untersuchungen aufbereiten kann.

MEDICA.de; Quelle: Gesellschaft für Biotechnologische Forschung