Tödliche Kombination: neuer direkter Auslöser für den Zelltod entdeckt

Verständnis von grundlegenden Mechanismen, die zum Zelltod führen, ist essenziell für die Entwicklung von Therapien für Krebs und andere Erkrankungen

17.01.2022 - Deutschland

Wissenschaftler um Professorin Ana J. Garcia-Saez am CECAD Exzellenzcluster für Alternsforschung der Universität zu Köln haben gezeigt, dass bei der Apoptose, dem programmierten Zelltod, ein direktes physisches Zusammenspiel der zwei Proteine BAX und DRP1 vorliegt. DRP1 kann durch die Bindung an BAX als direkter Zelltod-Aktivator dienen, ohne dass weitere Auslöser des Zelltods nötig sind. Diese Erkenntnis könnte zur Entwicklung neuer Zelltod-Regulatoren für beispielsweise Krebstherapien führen.

©Raquel Salvador

Zusammenspiel von BAX and DRP1 (grün) in Mitochondrien (magenta) von sterbenden Zellen.

Es ist bekannt, dass das sogenannte „apoptotische Vollstreckerprotein“ BAX in der Zelle an der Mitochondrienmembran auf DRP1 trifft. Letzteres ist ein Dynamin-ähnliches Protein, welches bei der Teilung von Mitochondrien eine entscheidende Rolle spielt. Die funktionellen Auswirkungen ihres Zusammenspiels und der Beitrag von DRP1 zur Apoptose waren bislang jedoch höchst umstritten.

BAX ist ein Schlüsselprotein auf dem Weg zum Zelltod. Das Verständnis des Wirkmechanismus von BAX ist entscheidend für die therapeutische Regulierung der Apoptose. Durch konfokale Fluoreszenzmikroskopie mit höchster Auflösung und biochemischen sowie biophysikalischen Methoden in Modellmembransystemen konnte das Forschungsteam das direkte Zusammenspiel der zwei Proteine in Zellen nachweisen. Zusätzlich untersuchten sie mit Hilfe eines Systems, das die zwei Proteine künstlich zusammenführt, die funktionellen Konsequenzen des Zusammenspiels von BAX und DRP1.

„Wenn wir die Interaktion beider Proteine künstlich erzwingen, verlagern sie sich vom Zellplasma in die Mitochondrien, wo der Proteinkomplex eine Umorganisation der Mitochondrien auslöst. Das führt zu Löchern in der Membran. Der Inhalt der Mitochondrien gelangt ins Zellplasma, was letztlich zum Zelltod führt“, sagt Andreas Jenner, Erstautor der Studie.

Durch kombinieren von Methoden wie die bindungsabhängige Fluoreszenztechnik, Massenspektrometrie und die Analyse von verschiedenen Proteinstücken von BAX, konnte erstmals auch die Interaktionsfläche identifiziert werden. DRP1 bindet an das vordere Ende (N-Terminus) der Aminosäurekette von BAX, was sich als regulatorische Region für die BAX-Aktivität erweist. „Es war beeindruckend zu sehen, dass Zellen allein durch das Erzwingen der Interaktion zwischen BAX und DRP1 zu sterben begannen, ohne dass ein weiterer Todesauslöser erforderlich war“, sagt Garcia-Saez. „Es ist großartig, dass wir jetzt wissen, dass DRP1 als direkter Apoptose-Aktivator fungieren kann, was zum ersten Mal eine funktionelle Bedeutung der Verbindung zwischen den beiden Proteinen ergibt. Dies könnte den Weg für die Entwicklung neuer BAX-Regulatoren für therapeutische Anwendungen ebnen.“

Originalveröffentlichung

Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft

Diese Produkte könnten Sie interessieren

Antibody Stabilizer

Antibody Stabilizer von CANDOR Bioscience

Protein- und Antikörperstabilisierung leicht gemacht

Langzeitlagerung ohne Einfrieren – Einfache Anwendung, zuverlässiger Schutz

Stabilisierungslösungen
DynaPro NanoStar II

DynaPro NanoStar II von Wyatt Technology

NanoStar II: DLS und SLS mit Touch-Bedienung

Größe, Partikelkonzentration und mehr für Proteine, Viren und andere Biomoleküle

Loading...

Meistgelesene News

Weitere News von unseren anderen Portalen

So nah, da werden
selbst Moleküle rot...

Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten

Themenwelt Fluoreszenzmikroskopie

Die Fluoreszenzmikroskopie hat die Life Sciences, Biotechnologie und Pharmazie revolutioniert. Mit ihrer Fähigkeit, spezifische Moleküle und Strukturen in Zellen und Geweben durch fluoreszierende Marker sichtbar zu machen, bietet sie einzigartige Einblicke auf molekularer und zellulärer Ebene. Durch ihre hohe Sensitivität und Auflösung erleichtert die Fluoreszenzmikroskopie das Verständnis komplexer biologischer Prozesse und treibt Innovationen in Therapie und Diagnostik voran.

5 Produkte
1 White Paper
5 Broschüren
Themenwelt anzeigen
Themenwelt Fluoreszenzmikroskopie

Themenwelt Fluoreszenzmikroskopie

Die Fluoreszenzmikroskopie hat die Life Sciences, Biotechnologie und Pharmazie revolutioniert. Mit ihrer Fähigkeit, spezifische Moleküle und Strukturen in Zellen und Geweben durch fluoreszierende Marker sichtbar zu machen, bietet sie einzigartige Einblicke auf molekularer und zellulärer Ebene. Durch ihre hohe Sensitivität und Auflösung erleichtert die Fluoreszenzmikroskopie das Verständnis komplexer biologischer Prozesse und treibt Innovationen in Therapie und Diagnostik voran.

5 Produkte
1 White Paper
5 Broschüren