idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instanz:
Teilen: 
25.05.2000 13:45

Motor im Spinat - Struktur der Protonen-Turbine von ATP-Synthasen aufgeklärt

Sabine Gerbaulet Science Communication Centre - Abteilung Kommunikation
Technische Universität Darmstadt

    Wissenschaftler der TU Darmstadt und des Biozentrums Basel klären Struktur der Protonen-Turbine von ATP-Synthasen auf

    Wissenschaftlern der Abteilung Physikalische Biochemie an der TU Darmstadt ist es in enger Zusammenarbeit mit Kollegen vom Biozentrum Basel/Schweiz erstmalig gelungen, die Struktur der Protonen-Turbine einer ATP-Synthase aufzuklären, einem Enzym, das als molekularer, rotierender Motor in allen tierischen und pflanzlichen Zellen den chemischen Energieträger ATP erzeugt. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher in der neuesten Ausgabe (25. Mai 2000) des international renommierten Wissenschaftsmagazins "Nature" (Bd. 405, No. 6785, 2000) unter dem Titel "Proton-powered turbine of a plant motor".

    Ihre Erkenntnisse gewannen Prof. Dr. Norbert A. Dencher, Dr. Ansgar Poetsch und Dr. Holger Seelert (TU Darmstadt) sowie Prof. Dr. Andreas Engel, Dr. Daniel J. Müller und Dr. Henning Stahlberg (Biozentrum Basel) mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie (atomic force microscopy) bei hoher Auflösung an zweidimensionalen Kristallen von aus Spinat gewonnener ATP-Synthase. Danach bilden 14 ringförmig angeordnete Proteinuntereinheiten die zylindrische Turbine (Länge: 7,3 nm, Außendurchmesser: 5,9 bzw. 7,4 nm, Innendurchmesser: 3,5 nm; 1 nm = 1 milliardstel Meter), welche die Lipidschicht (4,1 nm) der biologischen Membran durchdringt. Dieses Ergebnis war unerwartet, da in allen bisherigen Struktur-Funktionsmodellen der ATP-Synthasen von Bakterien, Tieren und Pflanzen immer angenommen wurde, dass nur 9 oder 12 Untereinheiten die Turbine bilden.

    Die Anzahl der Untereinheiten der ATP-Synthase ist von großer Bedeutung für den Mechanismus und die Effizienz der elektrochemischen Energieumwandlung in der Zelle. Weltweit werden die Einsatzmöglichkeiten dieser rotierenden Biomotoren in der Nanotechnologie und der Medizin erforscht, z.B. als Antriebe, Pumpen und Schalter. Auch als mögliche Ursache von Krankheiten und des Alterns werden Veränderungen im Wirkungsgrad der ATP-Synthasen diskutiert.

    Protonen-ATP-Synthasen gehören zu den wichtigsten Proteinkomplexen in jeder Zelle und sind die kleinsten rotierenden Motoren in der Biologie. Der Mensch erzeugt damit bis zu 70 kg des chemischen Energieträgers ATP pro Tag. Durch den Fluss von Protonen wird die Rotation der in Biomembranen eingelagerten Maschinerie bewirkt, die aus identischen Proteinuntereinheiten zusammengesetzt ist. Die Protonen-Turbine rotiert mit mehr als 100 Umdrehungen pro Sekunde und treibt dadurch die Synthese von ATP an.

    Kontakt: Prof. Dr. Norbert A. Dencher, Tel.: 06151/16-5275, Fax: 06151/16-4171, e-mail: dencher@pop.tu-darmstadt.de

    he, den 25.5.2000, PM Nr. 24/5/2000


    Bilder

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Biologie, Chemie, Elektrotechnik, Energie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Informationstechnik, Medizin
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


     

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).