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Ein Forschungsteam hat neue Einblicke in die molekularen Abläufe der clathrin-vermittelten Endozytose gewonnen – den zentralen Prozess, mit dem Zellen Nährstoffe, Botenstoffe und Rezeptoren aufnehmen. Im Mittelpunkt der Studie von Nachwuchsgruppenleiterin Dr. Sigrid Milles, Andromachi Papagiannoula und Dr. Ida Marie Vedel vom Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie in Berlin stehen die molekularen Interaktionen zwischen den EH-Domänen des Endozytose-Proteins Eps15 und einem intrinsisch ungeordneten Fragment von Dab2. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Nature Communications veröffentlicht.
Mittels hochauflösender NMR-Spektroskopie konnten die Forschenden zeigen, dass die EH-Domänen von Eps15 viel vielseitiger binden, als bisher angenommen. Anstatt nur ein klassisches Bindungsmotiv zu erkennen, heften sie sich auch promiskuitiv an andere phenylalanin-haltige Sequenzen. Überraschenderweise bindet Eps15 damit nicht nur seinen Partner Dab2, sondern auch das eigene intrinsisch ungeordnete Segment (Eps15IDR). Dies führt zu einer Art Selbsthemmung, die aber gleichzeitig dafür sorgt, dass Eps15 flüssig-ähnliche Kondensate bilden kann (liquid-liquid phase separation). Dab2320-495 allein kann keine Tröpfchen bilden, wird aber in die Eps15-Kondensate rekrutiert, ohne deren Bildung wesentlich zu stören.
Eine spannende Erkenntnis der Studie ist, dass sowohl Eps15IDR als auch Dab2320-495 gleichzeitig an die kombinierte Domänenregion EH123 binden können, obwohl sie um dieselben Bindungstaschen konkurrieren. Dieses Zusammenspiel schafft ein sehr dynamisches, flexibles Netzwerk. „Dass Proteine, die mit der Wechselwirkung zwischen EH-Domänen und Eps15IDR konkurrieren, in die Eps15 Kondensate eindringen können ist erstaunlich und war nicht direkt zu erwarten, bedeutet aber, dass Eps15 wahrscheinlich in der Lage ist, viele andere Proteine an die Membran zu rekrutieren“, sagt Sigrid Milles.
Schwache Bindungen als Voraussetzung für Zellflexibilität
Die Ergebnisse zeigen, dass Schwäche hier eine Stärke ist: Die Bindungen zwischen den Proteinen sind nicht starr, sondern bewusst locker. Nur so können sie sich schnell wieder lösen und neu verknüpfen – ein entscheidender Faktor für die hohe Dynamik der Endozytose.
Damit liefern die Forschenden um Sigrid Milles ein neues Modell dafür, wie molekulare Vielseitigkeit und Selbstorganisation sicherstellen, dass lebenswichtige Transportprozesse in der Zelle reibungslos und flexibel ablaufen. Dieses Wissen könnte langfristig helfen, Krankheiten besser zu verstehen, bei denen die Endozytose gestört ist – etwa bei Krebs oder neurodegenerativen Erkrankungen.
Dr. Sigrid Milles
Nachwuchsgruppenleiterin – Integrative Strukturdynamik
Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie
Tel: +49 30 94793 244
Email: milles@fmp-berlin.de
Papagiannoula, A., Vedel, I.M., Motzny, K. et al. Promiscuous and multivalent interactions between Eps15 and partner protein Dab2 generate a complex interaction network. Nat Commun 16, 7783 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-63090-1
Dr. Sigrid Milles, Nachwuchsgruppenleiterin Integrative Strukturdynamik
Source: Silke Osswald
Copyright: FMP/Silke Osswald
Das schwache multivalente Interaktionsnetzwerk der beiden IDRs mit EH123 trägt wahrscheinlich zur ge ...
Copyright: FMP/Barth van Rossum
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students
Biology
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
Dr. Sigrid Milles, Nachwuchsgruppenleiterin Integrative Strukturdynamik
Source: Silke Osswald
Copyright: FMP/Silke Osswald
Das schwache multivalente Interaktionsnetzwerk der beiden IDRs mit EH123 trägt wahrscheinlich zur ge ...
Copyright: FMP/Barth van Rossum
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