Computernetz bringt Licht in Proteinfaltung

Ein Netzwerk von tausenden PCs hat das bislang ungelöstes Rätsel, wie ein Eiweiß seine Form erhält, gelöst. Vor zwei Jahren forderte Vijai Pande von der Stanford University, Kalifornien, weltweit zur Projekt-Teilnahme auf. 200.000 PC-Besitzer stellten durch den Download eines Bildschirmschoners ihre freie Computerkapazität zur Verfügung. Da nun geklärt ist, wie sich ein Protein selbstständig zu einem dreidimensionalen Knoten verdreht, sollen durch die Technik Krankheiten in Angriff genommen werden, die mit der einer defekten Proteinfaltung in Verbindung stehen, z.B. Alzheimer, Parkinson und die Kreutzfeld-Jakob-Erkrankung.

„Die Proteinfaltung ist nicht sehr sexy“, bestätigt Pande. Um Teilnehmer zu gewinnen, inserierte der Leiter des Projekts Folding@home in Zeitungen und auf Websites. Wie das Fachblatt Nature schreibt, hat die Unterstützung tausender PC-Besitzer Früchte getragen. Atom für Atom konnte die Proteinfaltung gezeigt werden. Das kleine Molekül, das sich normalerweise in einer Zeit von knapp einer Fünftausendstel Sekunde faltet, benötigte 2000 Jahre Computerzeit, um geknackt zu werden.

Der Versuch einer Erhebung, wie die vielen Atome in einem Protein im Zuge der Faltung interagieren, umfasst rund eine Mrd. Schritte. Wie in einem Labyrinth kann sich das molekulare „Rückgrat“ auf verschiedenen Wegen in Schleifen legen, was in den meisten Fällen in eine Sackgasse führt. Pande spekulierte damit, dass einige Proteine quasi eine Abkürzung zur endgültigen Form finden. Das Forscherteam baute daher keine Monster-Maschine, um das Problem in einem einzigen Lauf zu lösen, sondern startet 40.000 bis 50.000 Läufe auf vielen Computern. Die Ergebnisse zeigten, dass Pandes Idee die richtige war. Die Art und Weise wie sich die Proteine falteten, stimmen mit den Labormessungen überein.