„EGAD-Pfad“

Innsbrucker Forscher entdeckten neuen Weg zum Abbau von Proteinen

Forscher der Med-Uni Innsbruck haben einen neuen Weg entdeckt, wie alte und fehlerhafte Proteine im Körper abgebaut werden können. Der sogenannte EGAD-Pfad könnte zur Entwicklung neuer Medikamente und Therapien führen, teilte die Universität mit.

red/Agenturen

Bisher waren der Wissenschaft nur zwei Möglichkeiten bekannt, wie dieser Protein-Abbau funktioniert. Doch neben den Entsorgungswegen ERAD (ER-assoziierte Proteindegradation) und dem „multivesicular body“-Weg (MVB), der vom Proteinkomplex ESCRT gesteuert wird, konnte nun EGAD als weiterer Mechanismus identifiziert werden.

Durch dieses ausgeklügelte Müll-Management halte sich der Körper gesund. „Sind diese Abbauprozesse aufgrund einer Fehlfunktion gestört, kann das zu schwerwiegenden Erkrankungen von Krebs bis Neurodegeneration führen“, erklärte der Zellbiologe David Teis. „Durch die Ausschaltung des ESCRT-Systems konnten wir mit genetischen Screens erkennen, dass ein weiterer Mechanismus - EGAD (Endosome und Golgi-assoziierte Degradation) - eine zentrale Rolle im Müll-Management übernimmt“, sagte Erstautor Oliver Schmidt vom Innsbrucker Biozentrum.

Verwaiste Proteine werden aufgespürt

Im Detail funktioniert das laut Schmidt folgendermaßen: Der EGAD-Prozess benutzt eine molekulare Maschine, die unter anderem Membran-Proteine aufspürt, die verwaist sind und nicht auf den richtigen Organellen sitzen. Sind diese verwaisten Proteine einmal erkannt, sorgt EGAD dafür, dass sie für den Abbau markiert und aus der Membran der Organellen herausgelöst werden. Erst in dieser Form können sie vom Proteasom, einem zellulären Müllzerkleinerer, abgebaut werden.

Unter den Proteinen, die über den EGAD-Pfad abgebaut werden, würden sich auch viele finden, die im Fettstoffwechsel eine Rolle spielen, hieß es. Wenn der EGAD-Weg nicht funktioniere, würden zu wenig Sphingolipide - das sind spezielle Fettmoleküle - produziert werden. Der Mangel dieser Moleküle würde zu einer falschen Zusammensetzung der Membranen und damit zu schweren Membran-Defekten führen.

Weiters regeln die Zellen die Produktion von Sphingolipiden über die Orm-Proteine. „Orm2, ein Substrat des EGAD-Wegs, das wir im Hefe-Modell gefunden haben, kommt auch in humanen Zellen vor und wird mit der Entstehung chronisch entzündlicher Erkrankungen in Verbindung gebracht“, sagte Schmidt. Durch die neu gewonnenen Erkenntnisse würden sich neue Perspektiven zur Entwicklung von Medikamenten und neuer Therapieformen auftun. „Damit könnte es gelingen, die schädliche Akkumulation von Proteinen zu korrigieren und die Behandlung von damit verbundenen Erkrankungen zu ermöglichen“, meinte Teis, der gemeinsam mit Kollegen aus Zürich, Osnabrück und Wien an dem Projekt arbeitete.

DNA Protein Helix
Der Abbau von Proteinen ist notwendig, damit Zellen gesund bleiben, da der Körper laufend neue Proteine bilden und schadhafte entfernen muss.
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