Proteine mit Zuckerguss
D as Wechselspiel zwischen Zuckern und Proteinen liefert völlig neue Informationen
Proteine bilden nicht nur die Bausubstanz unseres Körpers, sie bestimmen auch Form, Struktur und Funktion der Zellen und steuern so alle Prozesse des Lebens. „ Verändert sich die Form von Proteinen, kann sich das wesentlich auf deren Aufgabe und Funktion in der Zelle auswirken“, so DI Dr. Johannes Stadlmann vom Institut für Molekulare Biotechnologie ( IMBA) in Wien. „ Die häufigsten dieser Veränderungen passieren durch eine ganz besondere Bindung: Mehr als die Hälfte aller Proteine in unseren Zellen sind mit Zuckern , verziert‘“.
Wer an Zucker denkt, hat oft den üblichen weißen Haushaltszucker vor Augen, der uns Kaffee und Kuchen versüßt. Doch Zucker gibt es noch in vielen anderen Formen. Eine Vielzahl dieser anderen Zuckerarten spielt auch eine ganz wichtige Rolle in der Biologie unserer Zellen. „ Manche dieser Zucker werden dabei auch an Proteine gebunden – man spricht von Glykosylierung – und verändern dadurch deren Form und Funktion“, so Stadlmann. Diese besondere Verbin- dung hätte auch Auswirkungen auf die Kommunikation zwischen Zellen und deren Umgebung. Das wird besonders bei vielen Krankheiten wie etwa Krebs deutlich, die oft zu einer fehlerhaften Ausbildung dieser Zuckerstrukturen an der Zelloberfläche führen.
Trotzdem war diese Liaison zwischen Proteinen und Zuckerstrukturen bislang großteils unerforschtes Gebiet. Doch gerade das Wechselspiel zwischen Zuckern und Proteinen liefert völlig neue Informationen. Erst kürzlich konnten Johannes Stadlmann und Jasmin Taubenschmid herausfinden, dass die gefährliche Biowaffe Rizin einen solchen „ Zugangscode aus Zucker“braucht, um in die Zelle eindringen zu kön- nen, wo es dann alle lebenswichtigen Prozesse unterbricht und die Zelle tötet. „ Wird die Zucker- ProteinBindung allerdings unterbunden, ist die Zelle immun gegen das Gift“, so Stadlmann. Auch für andere gefährliche Krankheitserreger wie Viren oder Bakterien könne die Zuckerstruktur an der Zellwand „ wegweisend“sein. Womöglich liefere dieses neue Forschungsgebiet sogar den Schlüssel zu neuartigen Therapien für Krankheiten, die heute noch tödlich sind.
Verändert sich die Form von Proteinen, kann sich das wesentlich auf deren Aufgabe und Funktion in der Zelle auswirken.
DI Dr. Johannes Stadlmann
In dieser Serie stellen wir Projekte von Spitzenforscherinnen und - forschern in Österreich vor. Ausrewghlt werden sie von Prof. Dr. Georr Wick vom Biozentrum der Medizinischen Universitgt Innsbruck.