Stoffwechselkrankheiten und Antibiotikaresistenz auf der Spur

Foto: Detailansicht von TM287/288

Detailansicht von „TM287/288“:
Der Transporter ist nach innen
geöffnet. Die beiden
unterschiedlichen Proteinketten
sind in türkis und pink eingefärbt;
© Universität Zürich

ABC-Transporter sind Membranproteine, die aktiv eine Vielzahl an Molekülen durch die Membran pumpen. Mehr als 40 verschiedene ABC-Transporter erfüllen beim Menschen lebensnotwendige Funktionen. Genetische Defekte in ABC-Transportern können zu Stoffwechselkrankheiten führen, wie beispielsweise Gicht, neonatalem Diabetes oder zystischer Fibrose. Gewisse ABC-Transporter verursachen zudem Resistenzen gegen ein breites Spektrum an Medikamenten. In Tumorzellen werden oft erhöhte Mengen an ABC-Transportern produziert, die Chemotherapeutika aus der Krebszelle herauspumpen. Krebsmedikamente verlieren dadurch ihre Wirkung. Analoge Mechanismen spielen bei vielen pathogenen Bakterien eine entscheidende Rolle: ABC-Transporter befördern Antibiotika aus der Zelle – multiresistente Bakterien sind die Folge.

Trotz ihrer großen Bedeutung in Biologie und Medizin ist bis anhin nur von wenigen ABC-Transporten die atomare Struktur entschlüsselt. Nun ist es Wissenschaftlern unter der Leitung von Markus Seeger und Professor Markus Grütter gelungen, die atomare Struktur des neuartigen ABC-Transporters „TM287/288“ aufzulösen.

Das Membranprotein stammt ursprünglich aus einem Wärme liebenden Bakterium. Im Vergleich zu bereits bekannten Strukturen besitzt „TM287/288“ zwei unterschiedliche Proteinketten, die sich zu einem Heterodimer formieren. Etwa die Hälfte der 40 menschlichen ABC-Transporter sind Heterodimere. „Die entdeckten Asymmetrien erlauben es uns, die Funktion von ABC-Transportern neu zu betrachten“, erklärt Seeger. „Unsere Resultate könnten längerfristig dazu beitragen, neue Medikamente gegen multiresistente Bakterien oder schwierig zu behandelnde Tumore zu entwickeln. Sie ermöglichen auch neue Ansätze zur Heilung oder Linderung von Erbkrankheiten“, sagt Grütter.

MEDICA.de; Quelle: Universität Zürich