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"Die sichere Erkennung gefährlicher Eindringlinge ist für den Körper lebenswichtig," erläutert Professor Johannes Buchner vom Lehrstuhl für Biotechnologie der TUM. "Fehlfunktionen, wie Autoimmunkrankheiten, richten schweren Schaden im Organismus an. Die Natur hat daher eine präzise Qualitätskontrolle bei der Synthese von Antikörpern geschaffen." In der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachjournals Molecular Cell berichten Matthias J. Feige und Johannes Buchner, wie diese Qualitätskontrolle auf molekularer Ebene in der Zelle funktioniert. Antikörper sind komplexe Eiweiße, die in spezialisierten Zellen aus vier Aminosäureketten zusammengesetzt werden. In einer Kooperation mit Professor Horst Kessler und dem Bayerischen NMR-Zentrum an der TU München, sowie mit Professor Linda Hendershot in Memphis, USA, entdeckten die Autoren einen Abschnitt des Antikörpermoleküls, der aufgrund seiner besonderen strukturellen Eigenschaften den Schlüssel zum Verständnis der Qualitätskontrolle darstellt. In den Eiweißketten gibt es zwei Bereiche, die strukturell sehr ähnlich sind. Die TUM Forscher entdeckten, dass überraschenderweise einer sich spontan faltete , der andere jedoch nicht. Diesem auf den ersten Blick unverständlichen Unterschied gingen die Wissenschaftler weiter nach und klärten den zugrunde liegenden Mechanismus auf. An die ungefaltete Kette lagert sich, solange der Antikörper noch nicht vollständig aufgebaut ist, ein anderes Protein an, das so genannte Chaperon BiP. Es verhindert, dass der unfertige Antikörper aus der Zelle ausgeschleust werden kann. Erst die noch fehlende Untereinheit des Antikörpers induziert die spontane Faltung, wobei das Chaperon abgelöst wird und den fertigen Antikörper frei gibt. Fehlt diese Untereinheit oder ist sie nicht korrekt gefaltet, wird der Antikörper zurückgehalten und schließlich wieder abgebaut. Diese Entdeckung liefert nicht nur grundlegende Einsichten in die molekularen Funktionsprinzipien unseres Immunsystems, sie ermöglicht es auch, Antikörper für die biotechnologische Produktion zu optimieren. Die Arbeiten wurden unterstützt von der Studienstiftung des deutschen Volkes, dem National Institutes of Health Grant GM54068, dem Cancer Center CORE Grant CA21765, den American Lebanese Syrian Associated Charities of St. Jude Children's Research Hospital, dem SFB 749 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Fonds der Chemischen Industrie und der Bayerischen Forschungsstiftung.
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