Viele degenerative Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson gehen auf falsch gefaltete Proteine zurück. Sie formen Ablagerungen, die der Körper nicht mehr auflösen kann. Mikrobiologen der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben jetzt nachgewiesen, dass genau dies ein bestimmtes Enzym vermag: die HTRA1 Protease. Sie schafft es, eine besonders hartnäckige Form von verklumpten Proteinen, die amyloiden Fibrillen, effizient abzubauen. Ihre Erkenntnisse haben die Forscher in der aktuellen Online-Ausgabe von Nature Chemical Biology* veröffentlicht.
Amyloide Fibrillen sind krankhafte Ablagerungen, die inner- und außerhalb von Zellen vorkommen. Sie können zu Entzündungsreaktionen führen oder verursachen den Zelltod; die betroffenen Organe und Gewebe degenerieren schleichend. „Weil amyloide Fibrillen eine sehr kompakte Struktur haben, ist man bislang davon ausgegangen, dass ihr Abbau sehr schwierig bis unmöglich ist. Das konnten wir widerlegen“, erklärt Prof. Dr. Michael Ehrmann vom Zentrum für Medizinische Biotechnologie der UDE. Mit seinem Team forscht er daran, molekulare Vorgänge im Körper zu verstehen.
Erstaunlich ist, wie das Enzym seine Aufgabe angeht. „Die HTRA1 Protease erkennt, ob Proteine normale Strukturen ausgebildet haben oder unnormale, die verklumpen können. Ganz gezielt löst sie die schädlichen Strukturen auf und baut sie ab, während die gesunden unangetastet bleiben. Das Enzym betreibt sozusagen eine Qualitätskontrolle und schützt den Körper so vor Problemen“, sagt Ehrmann.
Diese Funktion der HTRA1 Protease war so noch nicht bekannt. Neu ist auch, dass sie keinesfalls in einer Zelle gefangen ist, sondern sich zwischen Zellen bewegen und in andere eindringen kann, um dort zu helfen. „Auch wenn viele Zusammenhänge noch rätselhaft sind: Die Natur scheint dem Menschen molekulare Mechanismen mitgegeben zu haben, damit sich Proteinfaltungskrankheiten nur verzögert ausbilden. Wenn wir diese Vorgänge genau verstehen“, so Ehrmann, „können wir auch bessere Strategien für die Behandlung von Patienten entwickeln.“
An den Forschungen waren auch das Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Dortmund, das Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie, Wien, und die Cardiff University, Wales, beteiligt.
* Determinants of amyloid fibril degradation by the PDZ protease HTRA1
DOI: 10.1038/nchembio.1931
Quelle: Universität Duisburg-Essen
