{"id":159436,"date":"2018-11-27T18:14:56","date_gmt":"2018-11-27T17:14:56","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=159436"},"modified":"2018-11-27T18:14:56","modified_gmt":"2018-11-27T17:14:56","slug":"photorezeptor-phytochromen-protein-medizin-diagnostik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/photorezeptor-phytochromen-protein-medizin-diagnostik\/","title":{"rendered":"Photorezeptoren und ihre Zukunft in der medizinischen Diagnostik"},"content":{"rendered":"

Forscher der Berliner Charit\u00e9<\/a> haben auf molekularer Ebene gezeigt, wie Bakterien oder Pflanzen essentielle Prozesse wie die Photosynthese steuern k\u00f6nnen \u2013 indem Sie sich an verschiedene Lichtverh\u00e4ltnisse anpassen und Licht mithilfe von Phytochromen in eine zellinnere Information umwandeln.<\/p>\n

Phytochrome sind Photorezeptoren, die f\u00fcr den Umwandlungsprozess von Licht in zellinnere Informationen verantwortlich sind. Diese Proteine kommen in Pflanzen, Pilzen und Bakterien vor und nutzen Licht, um grundlegende physiologische Prozesse zu regulieren. Phytochrome lichtempfindlich im roten und feuerroten Bereich des sichtbaren Spektrums und beherbergen ein lichtempfindliches Molek\u00fcl, den Chromophor. Bestrahlt man den mit einer fest definierten Wellenl\u00e4nge des Lichts im roten oder feuerroten Bereich, formt er sich um. Das Protein erkennt diese Ver\u00e4nderung und setzt sie weiter um. Da die Phytochrome auch als Temperatursensoren wirken, wird ihre Deaktivierung durch w\u00e4rmere Temperaturen verst\u00e4rkt. Im Zuge dieser Aktivierung und Deaktivierung mit Licht erf\u00e4hrt das Phytochrom eine komplexe strukturelle Umwandlung.<\/p>\n

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Trifft Licht auf ein Phytochrom, bewirkt es eine komplexe strukturelle \u00c4nderung der 3D-Struktur des Proteins. Copyright: Scheerer\/Charit\u00e9<\/figcaption><\/figure>\n

Die Wissenschaftler vom Institut f\u00fcr Medizinische Physik und Biophysik der Charit\u00e9 haben nun mithilfe der R\u00f6ntgenstrukturanalyse die 3D-Struktur eines Phytochroms im dunklen Zustand bestimmt und es mit seiner Struktur im belichteten Zustand verglichen. Daf\u00fcr \u00fcberf\u00fchrten sie das Protein zun\u00e4chst in eine kristalline Form und bestrahlten es anschlie\u00dfend mit R\u00f6ntgenstrahlen. So konnten sie dann mit der Proteinstrukturanalyse die Atomlagen des Phytochroms berechnen.<\/p>\n

Praktische Anwendungen in der Medizin<\/h4>\n

Die Ergebnisse der Studie zeigen, welche Rolle einzelne Aminos\u00e4uren bei der An- und Abschaltung der Proteine mit Licht spielen. \u201eUnsere Erkenntnisse liefern grundlegende Strukturdaten, die zu einem besseren Verst\u00e4ndnis von der Signal\u00fcbertragung aus der Umwelt in einen Organismus beitragen. Dieses Wissen ist unter anderem wichtig, um Photorezeptoren in Zukunft f\u00fcr verschiedene medizinische Anwendungen nutzen zu k\u00f6nnen\u201c, erkl\u00e4rt der Leiter der Studie, Dr. Patrick Scheerer.<\/p>\n

Im klinischen Alltag k\u00f6nnte man dank dieser neuen Erkenntnisse beispielsweise in der Onkologie Photorezeptoren \u2013 aufgrund ihrer Eigenschaft, Rot- bis Infrarotlicht aufzunehmen und wieder abzugeben \u2013 f\u00fcr die Visualisierung von Tumorgewebe einsetzen. Infrarotlicht kann in tiefere Schichten des menschlichen Gewebes eindringen und k\u00f6nnte mit Phytochromen auch tieferliegende Zellen nichtinvasiv und ohne Nebenwirkungen sichtbar machen. Das ist aber noch nicht alles. Photorezeptoren k\u00f6nnten auch als lichtgesteuertes Werkzeug eingesetzt werden, um so genetisch bedingte Krankheiten auf molekularer Ebene therapieren zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

Noch sind die Forschungen aber nicht soweit fortgeschritten und daher wollen Dr. Scheerer und sein Team mit den n\u00e4chsten Forschungsarbeiten die zus\u00e4tzlich vorhandenen Fluoreszenzeigenschaften von Phytochromen noch besser verstehen sowie weitere Details der Umwandlungsprozesse von Phytochromen untersuchen.<\/p>\n

Fotos: Charit\u00e9, Berlin<\/em><\/p>\n

Auch interessant: Molekularer Motor funktioniert mit Licht und w\u00e4rmeunabh\u00e4ngig<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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