idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
07.10.2016 11:05

MDC-Forscher entdecken neue Regulationsebene bei wichtigem Protein

Vera Glaßer Pressestelle
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

    Die Proteinkinase A (PKA) ist ein wichtiges Signalenzym, das sich im ganzen Körper findet und an vielen zellulären Prozessen beteiligt ist. Sie galt bislang als umfassend untersucht. Ein Forschungsteam des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) hat nun eine neue Regulationsebene der PKA entdeckt und diese Ergebnisse in Nature Communications veröffentlicht.

    Das MDC-Forschungsteam um Dr. Oliver Rocks untersucht Steuerungsmechanismen, die den Umbau des Zellskeletts kontrollieren. Bei einem Screening von Proteinen, die an diesem Prozess beteiligt sind, machten sie eine ungewöhnliche Entdeckung. So beobachteten die Wissenschaftler, dass eines dieser Proteine die katalytische Untereinheit der PKA bindet. „Es hat uns überrascht, diese Untereinheit als Bindungspartner zu finden, denn in der Regel ist für die Signalsteuerung der PKA die regulatorische Untereinheit zuständig“, berichtet der Forscher.

    Im klassischen Modell der PKA-Regulation docken die regulatorischen an den katalytischen Untereinheiten an und hindern diese daran, Signale zu senden. Die katalytischen werden von den regulatorischen Untereinheiten nur dann freigegeben, wenn die Zelle ein Signal erhält, das den Spiegel des zellulären Botenstoffs cAMP steigen lässt. cAMP bindet an die regulatorischen Untereinheiten und bringt diese so dazu, die katalytischen Untereinheiten freizugeben.

    Im Screening band die katalytische Untereinheit der PKA (PKAC) an ein Protein namens ARHGAP36. Dr. Rebecca Eccles hat im Rahmen ihrer Promotion im Labor von Dr. Oliver Rocks untersucht, wie ARHGAP36 mit PKAC interagiert. Sie arbeitete zusammen mit anderen Wissenschaftlern vom MDC, vom Berliner Institut für Gesundheitsforschung (BIH), sowie Kooperationspartnern der Universität Liverpool. Die Forscherin entdeckte, dass ARHGAP36 die PKAC auf zwei Arten ausschalten kann: zum einen, indem es an sie bindet und ihre Aktivität blockiert, zum anderen indem es sie auf den Weg zu einem der Abfallschredder der Zelle schickt.

    Die Aufgabe der PKA in der Zelle ist die Weiterleitung von Signalen, was die katalytische Untereinheit durch die Aktivität der Kinase erledigt – Kinasen hängen ein Phosphat-Molekül an ihre Zielproteine (Substrate). ARHGAP36 hindert die PKAC, ihre Substrate zu binden, ähnlich, wie ein im Schloss steckender Schlüssel das Öffnen der Tür verhindert. Da die PKA in fast allen Geweben vorkommt, wollten die Forscher wissen, wo und wann sie durch ARHGAP36 gehemmt wird. „ARHGAP36 ist ein starker Inhibitor, es ist also wichtig, dass es die PKA nicht einfach überall ausschaltet", erklärt Dr. Oliver Rocks. Er und sein Team fanden heraus, dass ARHGAP36 nicht ständig in sämtlichen Zellen vorhanden ist – seine Expression ist vielmehr recht eingeschränkt, zum Beispiel auf embryonale Muskelzellen.

    Abnormal viel ARHGAP36 findet sich außerdem bei mindestens einem der vier Subtypen des Medulloblastoms, der am meisten verbreiteten Art von Hirntumoren bei Kindern. Auch beim Neuroblastom, einer weiteren häufigen Krebserkrankung des Nervensystems bei Kindern, ist dieses Protein in den Zellen in unnatürlich hoher Zahl vorhanden. Die genaue biologische Rolle von ARHGAP36 ist noch nicht verstanden, aber es liegt nahe, dass es an der Muskelentwicklung und bei manchen Krebsarten am Tumorwachstum beteiligt ist. So könnten Änderungen im PKA-Signalsystem bei vielen Krebsarten das Tumorwachstum beeinflussen. Zu verstehen, wie Signalwege gesteuert werden, kann auch bei der Medikamentenentwicklung von Nutzen sein. Über diese Wege lassen sich Proteine indirekt angreifen – und so Enzyme blockieren, die sonst schwer erreichbar sind.

    ###

    Rebecca L. Eccles et al. (2016): „Bimodal antagonism of PKA signalling by ARHGAP3.“ Nature Communications. doi:10.1038/NCOMMS12963

    Rebecca L. Eccles und Maciej T. Czajkowski haben gleichermaßen zur Arbeit beigetragen.


    Weitere Informationen:

    https://insights.mdc-berlin.de/de/2016/10/mdc-forscher-entdecken-neue-regulation... – Pressemitteilung auf den Seiten des MDC
    http://dx.doi.org/10.1038/NCOMMS12963 – Publikation auf den Seiten von Nature Communications.


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Biologie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Medizin
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Unter dem Mikroskop: Rot fluoreszierende PKAC und grün fluoreszierendes ARHGAP36 sammeln sich zunächst in Zellbläschen (erscheinen gelb, oberes Bild), später verschwand dann die PKAC ganz (unten).


    Zum Download

    x

    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).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay