Um in Zellen ein- beziehungsweise auszutreten, benötigen die für den Menschen lebensnotwendigen Aminosäuren ein sogenanntes Transportprotein. Eine Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Ellen Closs und die Doktorandin Sarah Beyer vom Institut für Pharmakologie der Universitätsmedizin Mainz erforschte jetzt ein Transportprotein, das unter anderem die Aminosäure Arginin durch die Zellmembran schleust. Arginin hat vielfältige Funktionen in Zellen, so beeinflusst es beispielsweise deren Wachstum oder kann in den Botenstoff Stickstoffmonoxid umgewandelt werden, der den Blutdruck senkt und vor Arteriosklerose schützt. Da sich besagtes Transportprotein verändern lässt, besteht die Möglichkeit, auf diesem Weg die Verfügbarkeit von Arginin in Zellen zu beeinflussen.
Unter den insgesamt 657 Aminosäureresten des untersuchten Transportproteins konnten Prof. Ellen Closs und ihr Team zwei identifizieren, die für die Funktion und Regulation essentiell sind. Dabei handelt es sich um sogenannte Cysteinreste. Deren Veränderung ändert auch die Funktion des sie tragenden Transportproteins, fand das Forscherteam heraus. „Diese Erkenntnis eröffnet neue Möglichkeiten, den Transporter und damit die Verfügbarkeit von Arginin in Zellen zu beeinflussen“, sagt Prof. Ellen Closs. Die Ergebnisse ihrer Forschungsarbeit veröffentlichten die Mainzer Pharmakologen in der renommierten Zeitschrift Journal of Biological Chemistry.
Die Entdeckung von Prof. Ellen Closs und ihrer Arbeitsgruppe ist deshalb wichtig, weil Aminosäuren als Bausteine von Proteinen lebensnotwendig sind. Darüber hinaus sind sie an vielen Stoffwechselwegen beteiligt. Außerdem können Aminosäuren entweder direkt oder nach entsprechender Umwandlung als Signalmoleküle fungieren. Signalmoleküle dienen dem Informationsaustausch zwischen Zellen und Geweben oder auch innerhalb einer Zelle. So kann z.B. das aus Arginin hergestellte Stickstoffmonoxid (NO) Blutgefäße relaxieren und damit den Blutdruck senken, sowie auch vor Arteriosklerose schützen.
Das Gros an Aufgaben von Aminosäuren erklärt auch, warum es für jede Zelle unverzichtbar ist, in hinreichender Menge mit Aminosäuren versorgt zu werden. Als gut wasserlösliche Substanzen können Aminosäuren die dünne Lipidschicht, die jede Zelle als Membran umschließt, jedoch nicht passieren. Für die Passage werden deshalb spezialisierte Membranproteine benötigt, die Aminosäuren in und aus Zellen schleusen und damit eine wichtige regulatorische Funktion innehaben. „Ihre Funktionsweise und Regulation zu entschlüsseln eröffnet daher neue Möglichkeiten, Zellfunktionen zu beeinflussen“, so Prof. Ellen Closs.
Quelle: Uniklinik Mainz
