Wichtige Rolle von UGGT in der Proteinqualität entdeckt: neue Hoffnung für Krankheitsbehandlungen

BerlinWissenschaftler der Universität Massachusetts Amherst haben einen entscheidenden Mechanismus entdeckt, mit dem der Körper die Proteinfaltung überwacht und steuert. Diese Entdeckung könnte die Entwicklung neuer Medikamente für verschiedene schwerwiegende Krankheiten vorantreiben. Die Studie, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, zeigt, dass das Enzym UGGT eine zentrale Rolle im Proteinfaltungsprozess spielt und eng mit dem seltenen Selenoprotein Sep15 zusammenarbeitet.

Korrektes Falten von Proteinen ist essenziell für die Zellfunktion, und Fehler in diesem Prozess können Krankheiten wie Alzheimer, Mukoviszidose und Emphysem auslösen. Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist für die Herstellung und das Falten von Proteinen zuständig. Falsch gefaltete Proteine werden zur erneuten Faltung oder Zerstörung markiert. Forscher berichten, dass UGGT spezielle Kohlenhydrat-Tags namens N-Glykane überprüft, um zu beurteilen, ob Proteine korrekt gefaltet sind.

Hauptbefunde der Forschung umfassen:

• Das UGGT-Enzym fungiert als Wächter, indem es die N-Glykan-Tags auf Proteinen liest.
• Sep15, ein seltenes Selenoprotein, bildet einen Komplex mit UGGT und spielt eine entscheidende Rolle im System zur Qualitätskontrolle von Proteinen.
• Eine Störung der Bindung von Sep15 an UGGT führt dazu, dass der notwendige Komplex zur Bewertung der Protein-Faltung nicht gebildet wird.

Mithilfe fortschrittlicher KI-Modelle wie AlphaFold2 entdeckten die Forscher, dass Sep15 eine helikale Form hat, die gut zu UGGT passt. Diese spezifische Verbindung ist entscheidend für die Funktion von UGGT. Das Forschungsteam testete dies, indem es mittels rekombinanter DNA die Bindung zwischen UGGT und Sep15 aufbrach, was die Vorhersagen des Modells bestätigte.

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Sep15 hat zwei Hauptfunktionen: Es korrigiert entweder die Form fehlgefalteter Proteine oder markiert sie zum Abbau. Beide Funktionen werden intensiv erforscht, was zur Entwicklung neuer Medikamente beitragen könnte, die die Sep15/UGGT-Interaktion anvisieren. Da Sep15 ein selenhaltiges Protein ist, deutet die Forschung auch darauf hin, dass Selen eine wichtige Rolle für die Zellgesundheit spielen könnte.

Diese Forschung untersucht ein neues Feld in der Pharmakologie. Das Anvisieren der Sep15/UGGT-Interaktion könnte zu Behandlungen von Krankheiten führen, die durch Proteinfehlfaltung verursacht werden. Da das ER viele komplexe Proteine verarbeitet, könnten Eingriffe hier bedeutende therapeutische Effekte haben. Dies könnte zu Therapien führen, die das System der Proteinqualitätskontrolle anpassen, um das Risiko solcher Krankheiten zu verringern.

Das Forschungsprojekt wurde vom Nationalen Institut für Allgemeine Medizinische Wissenschaften finanziert und verdeutlicht die entscheidende Rolle moderner Technologie und Teamarbeit in der biomedizinischen Forschung. Mit zunehmendem Verständnis wächst unser Wissen über Protein-Faltung und deren Auswirkungen auf die Gesundheit, was Hoffnung auf zukünftige medizinische Durchbrüche bietet.