Internationales Projekt: Molekularer Aufbau von Ionenkanälen in Membranen

Wissenschafter des Instituts für Röntgenphysik der Universität Göttingen sind an einem internationalen Forschungsprojekt auf dem Gebiet der Biophysik beteiligt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im ersten Jahr der Zusammenarbeit mit rund 230.000 Euro gefördert wird.

Gemeinsam mit israelischen und palästinensischen Kooperationspartnern werden die Göttinger Forscher unter der Leitung von Prof. Dr. Tim Salditt die Struktur viraler Ionenkanäle in Modellmembranen untersuchen. Ziel der Arbeiten ist es, mit Hilfe neuer Methoden der Strukturanalyse Aufschluss über den molekularen Aufbau solcher Kanäle des Influenza- und HIV-Virus zu gewinnen. Dazu werden die Wissenschaftler Untersuchungsmethoden der Röntgenstreuung und der Infrarotspektroskopie miteinander kombinieren.

Die beteiligten Arbeitsgruppen der Hebrew University und der Ost-Jerusalemer Al-Quds Universität werden zu einem ersten Treffen vom 19. bis 21. August 2003 in Göttingen erwartet.

Ionenkanäle werden in der Zellmembran durch Proteine gebildet, die die Durchlässigkeit für bestimmte Moleküle oder Atome kontrollieren. Auf diesem „kontrollierten Transport“ in die Zelle und aus der Zelle her-aus beruhen fast alle physiologischen Prozesse. Welche Bedeutung diese Ionenkanäle zum Beispiel in der Nervenleitung haben, ist in der Wissenschaft seit langem bekannt: Schon früh wurden Messmethoden entwickelt, mit denen die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit beim Öffnen oder Schließen eines Kanals erfasst werden kann. Im Gegensatz dazu lässt sich der molekulare Aufbau, auf dem die Funktion beruht, meist weniger gut untersuchen.

Prof. Salditt: „Wenn sich die Proteine kristallisieren lassen, kann ihre Struktur mit hoher Auflösung aufklärt werden. Gelingt die Kristallisation jedoch nicht, wie das bei den meisten Membranproteinen der Fall ist, oder sollen die Proteine in ihrer Wechselwirkung mit der Membran betrachtet werden, muss die Forschung andere Wege gehen.“ Eine verbesserte Präparation von Mdellmembranen durch hochgenaue Orientierung auf einer Testkörperoberfläche – in diesem Fall Silizium – soll es erlauben, die Moleküle auch ohne kristalline Anordnung mit Röntgenstreuung zu untersuchen. „Das ist insbesondere dann sinnvoll, wenn sich die ,Informationslücken’ der Röntgenmessung durch die Ergebnisse der Infrarotspektroskopie kompensieren lassen – und umgekehrt“, erläutert der Göttinger Röntgenphysiker.

Das neue Verfahren soll zum Beispiel Aufschluss darüber geben, wie viele Proteine eine Pore bilden und wie sie zur Membran angeordnet sind. „Aus den Untersuchungsergebnissen zur molekularen Struktur der Ionenkanäle und ihrer Wechselwirkung mit der Membran erhoffen sich unsere Partner in der Molekularbiologie wichtige Erkenntisse darüber, auf welche Weise Influenza- und HIV-Viren ihre Wirkung im Körper entfalten“, so Prof. Salditt.

Kontaktadresse:

Prof. Dr. Tim Salditt
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Phsik
Institut für Röntgenphysik
Geiststraße 11, 37073 Göttingen
Tel. 0551 – 39-9427, Fax -9430
e-mail: tsaldit@gwdg.de