Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Konstanz und der Freien Universität Amsterdam gelingt in Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsteam des Unternehmens Bruker BioSpin erstmals der direkte, spektroskopische Nachweis der Bindung des „Parkinson-Proteins“ α-Synuclein an Lipidmembranen in der Zelle.

Dr. Stefan Schiller und Dr. Matthias Huber vom Exzellenzcluster livMatS der Universität Freiburg ist es erstmals gelungen, einen künstlichen Muskel allein auf der Basis von natürlichen Proteinen zu entwickeln. Die autonomen Kontraktionen des Materials, das die Forschenden in der Fachzeitschrift Advanced Intelligent Systems vorstellen, lassen sich mithilfe von Schwankungen des pH-Werts und von Temperaturveränderungen steuern.

Welche möglichen räumlichen Strukturen können komplexe Proteine einnehmen? Diese Frage beantworten Konstanzer BiophysikerInnen am Beispiel von Ubiquitin-Dimeren durch eine neuartige Kombination hochauflösender NMR-Spektroskopie mit aufwendigen Computersimulationen.

Forscher haben eine neue Familie proteinbasierter Antagonisten entwickelt, die den Granulozyten-Kolonie-stimulierenden Faktor-Rezeptor (G-CSFR) effizient blockieren, der für die Entwicklung von Leukämie und anderen entzündlichen Erkrankungen unerlässlich ist. Diese bahnbrechende Arbeit ebnet den Weg für zielgerichtete Therapien, die die Behandlungsmöglichkeiten für Patienten, die an diesen Erkrankungen leiden, revolutionieren könnten.

Das Protein SNAP-tag ist ein leistungsstarkes Werkzeug, um Proteine mit synthetischen Fluorophoren für die Biobildgebung zu markieren. Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung in Heidelberg haben eine deutlich verbesserte Version namens SNAP-tag2 entwickelt und Substrate optimiert, um Proteine in lebenden Zellen schneller markieren zu können.

Ein Forschungsteam des HITS und des MPIP hat ein Computermodell entwickelt, das lernt, Proteine mit sehr flexiblen Strukturen zu bauen – sogar mit Mustern, die in natürlichen Proteinen ungewöhnlich sind. Das Modell wurde jetzt auf der International Conference on Machine Learning präsentiert. Es markiert einen Schritt hin zum Ziel, neue Proteine für Anwendungen in der Biotechnologie, in Therapien und in der Umweltforschung zu konstruieren.

Forschende des DZNE entdecken Zusammenhang zwischen dem Protein Medin und der Alzheimer-Erkrankung. In den Blutgefäßen des Gehirns von Alzheimer-Patienten lagert sich zusammen mit dem Protein Amyloid-β auch das Protein Medin ab. Diese sogenannte Co-Aggregation haben Forschende am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) entdeckt. Ihre Beobachtung veröffentlichen sie jetzt im renommierten Fachmagazin Nature.

Künstliche Proteine gezielt mit einzigartigen Eigenschaften herstellen – das ist möglich mithilfe einer neuartigen Methode, die ein Forschungsteam an der Universität Heidelberg entwickelt hat. Im Zentrum steht dabei ein neues KI-Modell. Damit lässt sich vorhersagen, wie zwei Proteine aus Einzelteilen – den Untereinheiten – auf molekularer Ebene zusammengefügt werden müssen, um ein funktionales und regulierbares neues Protein zu erzeugen.

Protein mit widersprüchlichen Eigenschaften: Trotz seiner großen negativen Oberflächenladung hat es eine starke Tendenz, ebenfalls negativ geladene Elektronen aufzunehmen. Das Forscherteam entdeckte positiv geladene Calciumionen im Inneren des Proteins in unmittelbarer Nähe der Elektronen, die deren Ladung entgegenwirken. Darin sehen sie einen natürlichen Mechanismus, dem Protein zu ermöglichen, seine biologische Funktion optimal zu erfüllen.

Trenzyme GmbH - 20.05.2020

Das SARS-CoV-Spike Protein und sein Rezeptor

Mithilfe seines Spike-Proteins bindet SARS-CoV-2 an den Rezeptor ACE2 auf den Zelloberflächen des Lungengewebes. Weitere Kofaktoren sind nötig, damit das Virusgenom in die Zellen eindringen und vermehrt werden kann. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge kann helfen, den Verlauf der Infektion zu verstehen und Gegenstrategien zu entwickeln. Das Unternehmen Trenzyme hat dazu ein rekombinantes Spike-Protein zur Unterstützung der Forschung hergestellt.

Neue Proteine für biomedizinische oder andere Anwendungen computergestützt zu entwickeln, erfordert lange Rechenzeiten auf leistungsstarken Servern. Ein Team aus Forschenden des Max-Planck-Instituts für Biologie Tübingen und des Universitätsklinikums Tübingen hat nun eine neue Berechnungsmethode entwickelt und getestet, die die notwendigen Energiekalkulationen erheblich beschleunigt.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) identifizieren eine neue und überraschende Funktion eines Membranproteins auf der Oberfläche von Krebszellen: Es unterstützt und stabilisiert einen wichtigen „ko-stimulatorischen“ Faktor, der die Aktivierung von T-Zellen verstärkt, und verbessert so die Immunantwort gegen den Tumor.

Bei der Verarbeitung von Lebensmitteln fallen fast immer Reststoffe an, die eigentlich zu gut für die Tonne sind und aus denen sich noch etwas anderes machen ließe. Die Verwertung dieser sogenannten Nebenströme kann Lebensmittelverschwendung reduzieren und sogar zu einer gesunden Ernährung beitragen, da sie immer noch zahlreiche hochwertige Nährstoffe enthalten.

Mikroorganismen erzeugen Nährstoffe in Bioreaktoren - 12.03.2025

CO2 und H2 als Ausgangsstoffe für Proteine und Vitamine

Landwirtschaftliche Flächen für die Versorgung der wachsenden Weltbevölkerung werden immer knapper. Als Ergänzung haben Forschende der Arbeitsgruppe Umweltbiotechnologie der Universität Tübingen jetzt die nachhaltige Power-to-Vitamin-Technologie entwickelt, mit der protein- und vitaminreiche Nahrungsmittel aus Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff mithilfe von Mikroorganismen im Bioreaktor generiert werden können.

Tumorimpfungen können den Körper im Kampf gegen Krebs unterstützen. Mutationen im Tumorerbgut führen häufig zu krebstypisch veränderten Proteinen. Ein Impfstoff kann das Immunsystem der Patienten auf solche mutierten Proteine aufmerksam machen. Mediziner und Krebsforscher aus Heidelberg und Mannheim haben nun erstmals einen mutationsspezifischen Impfstoff gegen bösartige Hirntumoren in einer klinischen Studie geprüft.

Forschende des DZNE und des Universitätsklinikums Ulm haben im Blut ein Protein identifiziert, das den Abbau von Nervenverbindungen möglicherweise schon Jahre vor dem Auftreten von Demenzsymptomen anzeigen kann. Wenn sich diese Hinweise bestätigen, könnte die Erfassung dieses Proteins namens „Beta-Synuclein“ zur Früherkennung einer Alzheimer-Erkrankung beitragen und eventuell auch helfen, Nervenschäden infolge eines Schlaganfalls einzuschätzen.

Proteine haben charakteristische Aminosäure-Sequenzen, deren Analyse für Forschung und Medizin grundlegend ist. Diese können entschlüsselt werden. Allerdings ist die so genannte Sequenzierung von Proteinen teuer und zeitaufwändig. Ein groß angelegtes Forschungsvorhaben um Prof. Dr. Jan Behrends vom Physiologischen Institut der Universität Freiburg soll nun eine neue Technologie zur Proteinsequenzierung mit Nanoporen etablieren.

Eine bestimmte Variante des Oberflächenproteins VSG der afrikanischen Trypanosomen, den Erregern der Schlafkrankheit, steht mit der Resistenz gegen das wichtige Medikament Suramin in Zusammenhang. Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum konnten nun anhand der Kristallstruktur dieser Proteinvariante eine mögliche Erklärung für die Resistenzbildung finden.

Elastin als künstliches Muskelmaterial - 02.03.2022

Künstlicher Muskel aus Proteinen für vielfältige Anwendungen der Zukunft

Proteine sind in ihrer Vielfalt und Komplexität kleinste Wunderwerke der Natur. Dennoch können sie von Biotechnologen heute schon nachgebaut, nach Maß designt und auch produziert werden. So geschehen im Exzellenzcluster livMatS der Universität Freiburg. Hier ist es Forschenden gelungen, einen autonom arbeitenden künstlichen Muskel aus Elastin herzustellen.

Wie maschinelles Lernen dabei helfen kann, komplexe Zusammenhänge zwischen Genen, Proteinen und Krankheiten zu verstehen, untersucht Dr. Pascal Schlosser in einer neuen Emmy Noether-Gruppe.

Forschungskollaboration zwischen Freiburg und Prag gelingt wissenschaftlicher Durchbruch im Verständnis der Zellteilung. Die internationale Forschungskollaboration hat einen neuen Mechanismus des Zusammenspiels zwischen Mikrotubuli und Aktin-Zytoskelett während der Zellteilung entschlüsselt und einzigartige Eigenschaften des bisher unerforschten Proteins FAM110A aufgedeckt.

Ein wichtiges Enzym unterstützt den Körper bei der Produktion von Selen-Proteinen – für die Behandlung von Krebs bei Kindern könnte diese Entdeckung neue Strategien eröffnen. Das veröffentlichten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von der Universität Würzburg, vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ), vom Heidelberger Stammzellinstitut HI-STEM und der Universität Sao Paulo.

Zwei molekulare Kontrollfaktoren spielen eine Rolle beim Spleißen, dem Schneiden und Zusammenfügen von reifer Boten-RNA – eine Grundvoraussetzung für die Synthese von Proteinen in der Zelle. Die bislang kaum erforschten Faktoren tragen dazu bei, dass die für das Spleißen verantwortliche molekulare Maschine korrekt arbeitet. Wie die beiden zellulären Qualitätsprüfer ihre Arbeit verrichten, hat ein Forschungsteam entschlüsselt.

Ulmer Forschende haben untersucht, was der Mensch so alles an antiviralen körpereigenen Proteinen und Peptiden auf Lager hat, die im Kampf gegen das neuartige Coronavirus hilfreiche Dienste leisten. Dabei stießen die Wissenschaftler auf Alpha 1 Antitrypsin. Dieses Protein wirkt antiviral, indem es ein bestimmtes zelluläres Enzym hemmt, das wiederum für die Aktivierung des viralen Spikeproteins von SARS-CoV-2 entscheidend ist.

Konstanzer Forschende klären die Funktion eines bisher unerforschten Proteins auf: In drei charakteristischen Schritten verknüpft „C12orf29“ die Enden von RNA-Strängen miteinander. Beim Menschen waren Proteine, die diese Form der sogenannten RNA-Ligation durchführen, bisher nicht bekannt. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass C12orf29 für die Reparatur von RNA bei zellulärem Stress von Bedeutung ist.

Mitochondrien werden auch als Kraftwerke der Zellen bezeichnet, sie sind für den menschlichen Stoffwechsel unverzichtbar. Humane Mitochondrien bestehen aus 1.300 verschiedenen Proteinen und zwei fetthaltigen Biomembranen. Die überwiegende Mehrzahl aller Mitochondrienproteine wird mithilfe eines abspaltbaren Transportsignals hergestellt und muss aktiv in die Mitochondrien transportiert werden.

Konstanzer und Züricher Forschende entschlüsseln einen biochemischen Mechanismus, der dafür sorgt, dass neuentstehende Proteine beim Verlassen der zelleigenen Proteinfabriken korrekt weiterverarbeitet werden. Damit wird ein seit langem bestehendes Rätsel der Proteinsortierung gelöst.

Um einen reibungslosen Ablauf der Proteinherstellung in unseren Zellen zu gewährleisten, verlangsamt der Proteinkomplex NAC gleich zu Beginn der Proteinsynthese deren Geschwindigkeit. Ein internationales Forschungsteam unter maßgeblicher Beteiligung Konstanzer BiologInnen fand nun heraus, was dieser bisher unbekannten Funktion des NAC zugrunde liegt.

Wie werden Proteine in unseren Zellen noch während ihrer Herstellung modifiziert? Ein internationales Team aus Forschenden der Universität Konstanz, des Caltech und der ETH Zürich entschlüsselte den molekularen Mechanismus dieses Vorgangs, der für unser Leben und unsere Gesundheit essenziell ist.

Bestimmte Anker-Proteine hemmen einen zentralen Stoffwechsel-Treiber, der bei Tumorerkrankungen und Entwicklungsstörungen des Gehirns eine wichtige Rolle spielt. Zu diesem Ergebnis, das neue Chancen für personalisierte Therapien von Krebs und neuronalen Erkrankungen eröffnen könnte, kamen Wissenschaftlerinnen des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und der Universität Innsbruck gemeinsam mit einem europaweiten Forschungsnetzwerk.

Der Attempto-Preis 2022 der Tübinger Attempto-Stiftung geht an Aleksandra Arsić, die am Werner Reichardt Centrum für Integrative Neurowissenschaften (CIN) der Universität Tübingen promoviert. Der mit 5.000 Euro dotierte Attempto-Preis wurde ihr im Rahmen der Mitgliederversammlung des Universitätsbundes am 19. Oktober 2022 in der Neuen Aula in Tübingen überreicht.

Chordome sind seltene Knochentumoren, gegen die es bislang keine Medikamente gibt. Ein Forschungsteam vom DKFZ und vom NCT Heidelberg hat nun einen Ansatz entwickelt: Maßgeschneiderte Miniproteine blockieren gezielt den zentralen Treiber der Tumorentstehung. Dadurch bremsten sie das Wachstum von Chordomzellen im Labor und in einem Mausmodell und legten zugleich weitere Schwachstellen des Tumors offen, die sich mit Medikamenten adressieren ließen.

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung Konstanzer BiologInnen hat einen molekularen Mechanismus entschlüsselt, der die Aktivität sogenannter N-Myristoyltransferasen reguliert. Diese Enzyme spielen in biologischen Signalwegen eine Rolle, deren Fehlregulation zur Entstehung schwerer Krankheiten führen kann.

Warum 3.000 Bar nötig sind, um einen umfassenden Blick auf ein Protein zu werfen: Konstanzer Forscher stellen ein neues Hochdruck-Spektroskopieverfahren vor, um die Eigenschaften der nativen Proteinstruktur zu enträtseln.

Eizellen verharren während ihrer Reifung mehrere Jahre in einem Pausenzustand. Forschende aus Konstanz und Göttingen fanden nun heraus, welches Protein dafür sorgt, dass dieser Zustand über einen derart langen Zeitraum aufrechterhalten bleibt.

Forschende der Universität Ulm haben untersucht, wie das neue Coronavirus das menschliche Immunsystem unter seine Kontrolle bringt. In der Studie, die im Fachmagazin Cell Reports veröffentlicht wurde, zeigte sich aber auch, dass die Virusproteine nicht alle antiviral wirkenden Immunsignalwege komplett abschalten können.

Mitochondrien gelten als Kraftwerke der Zellen, sie sind wesentlich für den menschlichen Stoffwechsel. Fehlfunktionen von 40 Prozent der mitochondrialen Proteine sind mit menschlichen Krankheiten assoziiert, weshalb sie auch für die medizinische Forschung eine wichtige Rolle spielen. Ein bislang noch ungeklärter Vorgang in den komplexen Mitochondrien war die Bildung ihrer Fass-Poren.

Toxikologen der Universität Konstanz haben herausgefunden, dass das Protein p53 unsere Zellen kontinuierlich vor der Tumorentstehung schützt, indem es wichtige Stoffwechselprozesse koordiniert, die ihre Genome stabilisieren.

Warum verläuft Blutkrebs bei manchen Betroffenen besonders aggressiv? Forschende am Uniklinikum Ulm haben eine Mutation im NOTCH1-Gen entdeckt, die den Verlauf der Chronischen Lymphatischen Leukämie beeinflusst. Das Besondere ist, dass diese Veränderung im nicht-kodierenden Bereich des Gens liegt. Die Mutation könnte künftig als Marker für eine rechtzeitige Behandlung von Erkrankten dienen.

Die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) ist die häufigste Erblindungsursache in den Industrieländern. Allein in Deutschland sind sieben Millionen Menschen betroffen, davon 500.000 im Spätstadium der Erkrankung, von denen etwa die Hälfte als sehbehindert registriert ist. Die AMD unterscheidet man in die "feuchte" und die "trockene" Form der Erkrankung. Gegen die trockene AMD, gibt es derzeit keine Behandlungsmöglichkeiten.

Fachbeitrag - 05.03.2019

Schutzimpfung gegen onkogene Epstein-Barr-Viren

Fast alle Menschen sind mit Epstein-Barr-Viren (EBV) infiziert, die neben gutartigen Erkrankungen wie dem Pfeifferschen Drüsenfieber auch verschiedene Krebsformen verursachen können. Wissenschaftler am Deutschen Krebsforschungszentrum haben jetzt eine Strategie für einen Impfstoff entwickelt, der gegen verschiedene Stadien des Erregers gerichtet ist und einen dauerhaft wirksamen Schutz gegen eine EBV-Infektion darstellen könnte.

Das Design von Proteinbindern war lange Zeit eine entmutigende Herausforderung im Bereich der computergestützten Biologie. Forscher haben nun eine Pipeline entwickelt, die das Prinzip der Formkomplementarität nutzt, um ortsspezifische Proteinbinder zu entwerfen, die dann präzise auf ausgewählte Zielstellen optimiert werden. Die Forscher testeten dies an Proteinen, die mit Krebs in Verbindung gebracht werden.

Forscher am Max Planck Institut für Biologie Tübingen, der Universität Tübingen und des Universitätsklinikums Tübingen haben ein internetbasiertes Toolkit entwickelt, um Proteindesign schneller und einfacher zu machen. Hierzu braucht man als Nutzer keine große Rechnerkapazität oder extensive Erfahrung im Bereich des Proteindesigns.

Bösartige Tumoren sind oft schlecht an die Blutversorgung angeschlossen, daher leiden Krebszellen häufig unter Nährstoffmangel. Unter diesen Bedingungen sichern sie ihr Überleben, indem sie auf alternative Nahrungsquellen wie Proteine umsteigen.

Forschungsteams der Universitäten Konstanz und Potsdam analysieren, wie Proteine zusammenarbeiten, um unseren Zellen sowohl Anhaftung als auch Bewegung zu ermöglichen. Das Markerprotein Paxillin steht im Zentrum ihres Interesses.

Die mit der Genschere CRISPR assoziierte Nuklease Cas13b – ein Enzym, dass Nukleinsäuren abbaut – hat das Potenzial, künftig bei Erbkrankheiten eingesetzt zu werden, um unerwünschte Gene auszuschalten. Im Kampf gegen Infektionen wird diese Nuklease zudem als antivirales Mittel erforscht, da Cas13b gezielt in das Erbgut von Viren eingreifen und diese unschädlich machen kann.

Eiweißablagerungen im Gehirn sind Ursache und Ansatzpunkt für Therapien – in späteren Stadien scheint sich jedoch die Krankheitsentwicklung von ihnen abzukoppeln, so Tübinger Forschende.

Forscher aus dem Universitätsklinikum Ulm möchten herausfinden, welche molekular-genetischen Fehlregulationen des NOTCH-Signalweges die Entstehung einer Chronisch Lymphatischen Leukämie begünstigen. Gefördert wird das Forschungsvorhaben von der Deutschen Krebshilfe mit 430 000 Euro. Die Ergebnisse sollen dabei helfen, prognostische Marker zu entwickeln, die den Schweregrad und Krankheitsverlauf dieser Leukämieform vorhersagen.

Bauchspeicheldrüsenkrebs hat eine überaus schlechte Prognose: Fünf Jahre nach dem Befund leben nur noch weniger als neun Prozent der Patientinnen und Patienten. Jetzt ist es Forschenden der Ulmer Universitätsmedizin gelungen, einen Zusammenhang zwischen dem zellulären RINT1-Proteinlevel und der Überlebensdauer Betroffener herzustellen.

Hummingbird Diagnostics GmbH - 22.09.2022

Das große Potenzial blutbasierter microRNA-Analysen

„Der frühe Vogel fängt den Wurm“, diese Redewendung beschreibt die Motivation der Hummingbird Diagnostics GmbH aus Heidelberg sehr treffend. Das mittelständische Biotechnologie-Unternehmen analysiert spezielle Biomarker im Blut, sogenannte microRNAs, um frühzeitig den Ausbruch von Erkrankungen diagnostizieren sowie Prognosen über Krankheitsverlauf und Therapieerfolg erstellen zu können.