Alzheimer: Struktur einer Eiweiß-Schere aufgeklärt

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Das Wissen um die atomare Struktur des Enzyms Meprin-beta könnte in Zukunft die Erforschung neuer Wirkstoffe gegen Alzheimer oder Krebs ermöglichen. Quelle: Christoph Becker-Pauly & Xavier Gomis-Rüth

05.10.2012  - 

Deutsche und spanische Biochemiker haben die atomare Struktur des Enzyms Meprin β (beta) aufgeklärt. Das Molekül spielt bei der Entstehung von Entzündungskrankheiten, Krebs und der Alzheimer eine wichtige Rolle. Die im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (2012, Online-Vorabveröffentlichung) veröffentlichten Erkenntnisse über Struktur und Funktion des Enzyms sollen die Entwicklung einer neuen Art von Wirkstoffen ermöglichen.

Das Enzym Meprin β kommt im Organismus in der äußeren Zellmembran vor. Es zerschneidet bestimmte, in ebenfalls in der Membran befindliche Eiweißstrukturen und entlässt die Stücke in die nähere Umgebung. Durch die „Produktion“ dieser Eiweißfragmente kann das Enzym die Zellteilung und Zellspezialisierung im Körper beeinflussen. Manchmal verändert sich aber die Geschwindigkeit, mit der das Molekül Eiweißstrukturen spaltet. Diese Über- oder Unterfunktion der Eiweißspaltung kann zu Entzündungen, Alzheimer oder Krebs führen.

Zwei Moleküle bilden die Eiweißschere

Im Verlaufe ihrer Untersuchungen haben die Wissenschaftler nun herausgefunden, dass Meprin ß aus zwei identischen Molekülen besteht. Diese bilden gemeinsam eine Art Furche in der Mitte. „Wir haben festgestellt, dass die Furche im Enzym sozusagen die Schere des Meprin β ist, also die Stelle, an der das Schneiden der Eiweiße passiert“, erläutert Christoph Becker-Pauly vom Institut für Biochemie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Besonders diese Lücke zwischen den beiden Molekülen ist für die Wissenschaftler von größtem Interesse.

„Jetzt, wo wir wissen, wie Meprin β aussieht, wie es funktioniert und wie es mit den Krankheiten zusammenhängt, können wir gezielt nach Substanzen suchen, die seine Aktivität unterbinden, wenn diese schädlich wirkt“, sagt Xavier Gomis-Rüth vom Molekularbiologischen Institut des CSIC in Barcelona. In einer vorangehenden Studie wurde deutlich, dass Meprin β bestimmte Peptide freisetzen kann, welche Amyloid-Plaques bilden. „Man geht davon aus, dass solche Plaques den ersten Schritt bei der Entstehung von Alzheimer darstellen“, ergänzt Becker-Pauly.

Entschlüsselte Struktur könnte zu neuen Wirkstoffen führen

Die Forschungsarbeiten wurden gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz sowie der Universität Bern durchgeführt und gehen bald in die nächste Runde gehen. Die Forscher wollen nach Substanzen fahnden, die das Enzym blockieren können. Ein solcher Wirkstoff könnte neue Therapiemöglichkeiten gegen Entzündungskrankheiten, Alzheimer und Krebs liefern.

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