Pressemitteilung

Klosterneuburg, September 6, 2016
Struktur des Proteinkomplexes der Atmungskette in
Säugetieren auf atomarem Level durch IST Austria Professor
Leonid Sazanov und Kooperationspartner aufgeklärt
Detaillierte Struktur des Mitochondrialen Komplex I als grundlegender Beitrag zur
Strukturbiologe in der Fachzeitschrift Nature publiziert | Struktur auf atomarem
Level wird Verständnis von Mutationen und daraus resultierenden Krankheiten
ermöglichen
Der mitochondriale Komplex I spielt eine zentrale Rolle in Zellatmung und Energiemetabolismus. Der etwa
1 Megadalton große L-förmige Proteinkomplex ist die größte Proteingruppe der Atmungskette und nun
auch der größte asymmetrische Membranproteinkomplex, dessen Struktur bisher entschlüsselt wurde.
Professor Leonid Sazanov und seine Kollegen aus Großbritannien veröffentlichten nun in der
Fachzeitscrift Nautre die nahezu vollständige atomare Struktur des mitochondrialen Komplexes I in Zellen
des Schafs mit einer Auflösung von 3,9 Å, die mittels Kryo-Elektronenmikroskopie unterstützt durch sog.
Crosslinking/Massenspektrometrie-Kartierung entschlüsselt werden konnte.
Die Atmungskette, ein biochemischer Prozess, der in den Mitochondrien abläuft, ist für den Großteil der
Energieproduktion im Menschen verantwortlich. Mehrere große Proteinkomplexe sind in die Lipidmembran
der Mitochondrien eingebettet. Der mitochondriale Komplex I ist der erste und zugleich größte Komplex in
dieser Kette. Stoffwechselprodukte unserer Nahrung werden durch diesen Enzymkomplex derart
verarbeitet und leisten somit einen Beitrag zu Elektronentransfer und Protonentranslokation. Bisher
konnten Forschungsgruppen vorwiegend nur Poly-Alanin-Modelle dieses Proteinkomplexes ohne der
gesuchten Details auf atomaren Level darstellen, da derart große und komplexe Moleküle mit bisherigen
Methoden schwer zu untersuchen waren. Durch die Kryo-Elektronenmikroskpoie und die Entwicklung von
direkten Elektronendetektoren waren in den letzten Jahren große Fortschritte im hochaufgelösten Bereich
möglich. Durch die Auflösung der Strukturen auf atomaren Level ist ein Verständnis der verzahnten
Anordnungen und Interaktionen der 45 Untereinheiten (14 konservierte und 31 Mitochondrien-spezifische
zusätzliche Einheiten) auch in Bezug auf Kopplungsmechanismen und deren Regulierung möglich. Der
tiefe Einblick in Mechanismus, Zusammenbau, Reifung und Dysfunktion des Komplex I erlaubt eine
detaillierte molekulare Analyse von Mutationen und veränderter Enzymaktivität, die ursächlich mit
Krankheiten in Zusammenhang stehen. Daher erwarten die Forscher, dass ihre Publikation in der
Fachzeitschrift Nature als Informationsquelle und Referenz in Medizin, Bioenergetik und weiteren
naturwissenschaftlichen Feldern dienen wird.
Leonid Sazanov, ein Weißrussisch-Britischer Strukturbiologe, studierte Biophysik (B.Sc. und M.Sc.) an der
staatlichen Weißrussischen Universität in Minsk. Nach seinem Doktorat und anschließendem Aufenthalt
als Research Fellow am Department für Biophysik der Universität Moskau in der Gruppe von Sergei V.
Zaitsev wechselte er and die Universität Birmingham, danach an das Imperial College in London. Am MRC
Laboratory of Molecular Biology in Cambridge forschte er in der Gruppe des Nobelpreisträgers John E.
Walker. Bis zu seiner Berufung ans IST Austria war er „Tenured Program Leader” in der MRC
Mitochondrial Biology Unit in Cambridge. Seit April 2015 ist Lenoid Sazanov Professor am IST Austria.
Seine Gruppe erforscht die Struktur und Funktion von Membranproteinen und fokussiert sich dabei auf das
bessere Verständnis des Komplex I der Atmungskette.
Referenz:
http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/full/nature19794.html
Weitere Informationen:
Stefan Bernhardt, Head of Communications & Events, Media Relations
E-Mail: [email protected] | Tel: +43/(0)2243/9000-1092 | Mobil: +43/(0)664/88687700
IST Austria
Das Institute of Science and Technology (IST Austria) in Klosterneuburg ist ein Forschungsinstitut mit eigenem
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Neben dem Bekenntnis zum Prinzip der Grundlagenforschung, die rein durch wissenschaftliche Neugier getrieben
wird, hält das Institut die Rechte an allen resultierenden Entdeckungen und fördert deren Verwertung. Der erste
Präsident ist Thomas Henzinger, ein renommierter Computerwissenschaftler und vormals Professor an der University
of California in Berkeley, USA, und der EPFL in Lausanne, Schweiz.
www.ist.ac.at

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