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Bei der Protein-Produktion können allerdings Fehler auftreten. Beispielsweise ist es möglich, dass Proteine falsch gefaltet werden. Aber auch ältere Proteine können Fehler aufweisen. So können sie ihre ursprüngliche Struktur verlieren und deshalb ihrer Funktion nicht nachkommen. Sie richten dann unter Umständen sogar Schaden an. Es können Krankheiten entstehen wie etwa Alzheimer, Parkinson oder Mukoviszidose. Fehlerhafte Proteine müssen deshalb in der Zelle erkannt und entsorgt werden.
Qualitätskontrolle: Ausschussware erhält molekularen Stempel Proteine durchlaufen in der Zelle daher eine Qualitätskontrolle. Bei der Identifizierung fehlerhafter Proteine spielt ein Enzymkomplex, die HRD-Ubiquitin-Ligase, eine wichtige Rolle. Er fungiert als eine Art Stempelmaschine: Erkennt er ein Protein als schadhaft, versieht er das Protein mit einem molekularen Stempel, dem Protein Ubiquitin, und gibt es zur Entsorgung frei. An die HRD-Ubiquitin-Ligase sind große Anforderungen gestellt, denn Proteine sind an ihren jeweiligen Wirkungsort angepasst und daher auch ganz unterschiedlich aufgebaut. So gibt es beispielsweise wasserlösliche Proteine, die im Zellinneren schwimmen, als auch wasserunlösliche Proteine, die an oder in der Zellmembran liegen. Wie der Enzymkomplex es schafft, Proteine solch unterschiedlicher Bauart zu erkennen und zu markieren war bislang unklar.
Flexible Schaltstelle macht Stempelmaschine universell einsetzbar Die Studie der MDC-Forscher bringt jetzt Licht ins Dunkel. Die Forscher haben die zentrale und flexible Schaltstelle des Enzymkomplexes entdeckt, die Untereinheit Usa1. Sie verbindet je nach Anforderung bestimmte Module des Komplexes miteinander. Bei der Identifizierung und Markierung löslicher Proteine stellt Usa1 den Kontakt zwischen den Untereinheiten Der1 und Hrd1 her. Die Forscher fanden weiter heraus, dass sich die HRD-Ubiquitin-Ligase mit weiteren HRD-Ubiquitin-Ligasen zu einem größeren Enzymkomplex verbindet, um so auch den Abbau nichtlöslicher Membranproteine bewerkstelligen zu können. Dieser Prozess wird ebenfalls von der Untereinheit Usa1 gesteuert.
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