Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie

Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie

Gemäß dem wissenschaftlichen Leitthema „Vom Molekül zum Menschen“ betreibt das Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie biomedizinische Grundlagenforschung in Dortmund. An der Schnittstelle von Strukturbiologie, molekularer Zellbiologie und chemischer Biologie verfolgt das Institut einen interdisziplinären Forschungsansatz, der eine einzigartige Liaison zwischen Chemie und Biologie herbeiführt. Das wissenschaftliche Konzept zielt auf ein ganzheitliches Verständnis der Dynamik zellulärer Reaktionsnetzwerke. Über die Identifizierung und Synthese naturnaher Wirkstoffsubstanzen können die Wissenschaftler  intrazelluläre Prozesse zielgenau modulieren. Zur Darstellung molekularer Reaktionen in Zellen werden modernste bildgebende Verfahren eingesetzt. Ein wichtiger Aspekt der systembiologisch orientierten Forschungsarbeit ist die Aufklärung der molekularen Ursachen von Erkrankungen, die wie Krebs auf einer fehlgeleiteten intrazellulären Übermittlung von Signalen basieren.

Kontakt

Otto-Hahn-Str. 11
44227 Dortmund
Telefon: +49 231 133-0
Fax: +49 231 133-2699

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS in Chemical and Molecular Biology

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Die Natur als Apotheke
Die Natur hält eine Fülle unbekannter Substanzen bereit, die für den Menschen nützlich sein könnten. Herbert Waldmann testet am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund Naturstoffe auf ihre biologische Wirksamkeit und versucht, ihre Wirkung mit einfacher aufgebauten Molekülen zu imitieren. mehr
Zentrales Element der Zellteilung nachgebaut
Forscher synthetisieren das Kinetochor und analysieren seine Funktionsweise mehr
Neue Mikroskope sehen Muskeln bei der Arbeit zu
Max-Planck-Forscher sehen mit neuen Mikroskopen Muskeln bei der Arbeit zu mehr
Schärfer als die Biologie erlaubt

Schärfer als die Biologie erlaubt

Forschungsmeldung 11. Juli 2016
Max-Planck-Forscher überlisten biologische Unschärferelation mehr
Die Natur als Apotheke: Pflanzlicher Wirkstoff tötet Nierenkrebszellen
Englerin-A aus dem Baum Phyllanthus engleri erhöht Kalziumkonzentration in den Krebszellen und tötet diese ab mehr
Wissenschaftler entschlüsseln den dreidimensionalen Aufbaus des Kalziumkanals mit bislang unerreichter Genauigkeit mehr
Leseproben aus dem Jahrbuch

Leseproben aus dem Jahrbuch

Forschungsmeldung 4. Juni 2014
Das Jahrbuch 2014 bündelt Berichte über Forschungsarbeiten der Max-Planck-Institute und vermittelt anschaulich die Vielfalt an Themen und Projekten. Wir haben fünf Beiträge ausgewählt. Wer sich für die detaillierten Forschungsberichte interessiert, kann diese direkt im Jahrbuch nachlesen. mehr
Krebsprotein unterwegs zur Zellmembran

Krebsprotein unterwegs zur Zellmembran

Forschungsmeldung 10. April 2014
KRas pendelt zwischen verschiedenen Membranen innerhalb der Zelle, damit es in ausreichender Menge an seinem eigentlichen Bestimmungsort vorhanden ist mehr
Giftspritze mit Gummiband

Giftspritze mit Gummiband

Forschungsmeldung 23. Februar 2014
Tc-Toxine injizieren bakterielle Giftstoffe auf bislang unbekannte Weise mehr
Neuer Hemmstoff blockiert Krebsprotein KRAS

Neuer Hemmstoff blockiert Krebsprotein KRAS

Forschungsmeldung 31. Juli 2013
Deltarasin verhindert den Transport des Krebsproteins KRAS zur Zellmembran mehr
Bakterien mit Vuvuzela

Bakterien mit Vuvuzela

Forschungsmeldung 20. März 2013
Kanalprotein dient Mikroben als Spritze für Giftstoffe mehr
Positionsbestimmung von Muskelproteinen

Positionsbestimmung von Muskelproteinen

Forschungsmeldung 20. Juli 2012
Max-Planck-Wissenschaftler beobachten Grundlage der Muskelbewegung mit bislang unerreichter Schärfe mehr
Neue Details der Genregulation aufgeklärt

Neue Details der Genregulation aufgeklärt

Forschungsmeldung 15. Mai 2012
Der Transkriptionsfaktor P-TEFb reguliert RNA-Polymerase nach einem unerwarteten Muster mehr
Biologie-orientierte Synthese (BIOS) – Krebswirkstoffe nach Vorbildern der Natur
Max-Planck-Forscher entwickeln Methoden, um die Suche nach wirksamen Substanzen und ihre Herstellung zu vereinfachen mehr
Forscher stellen in zwölf Schritten Centrocountin-Moleküle her, die in die Zellteilung eingreifen mehr
Nachschub für Krankheitserreger

Nachschub für Krankheitserreger

Forschungsmeldung 22. Juli 2010
Erreger der Legionärskrankheit zapfen Materialtransport von Immunzellen an mehr
Transport nach einfachen Regeln

Transport nach einfachen Regeln

Forschungsmeldung 30. April 2010
Max-Planck-Forscher entschlüsseln, wie Zellen die räumliche Verteilung von Proteinen aufrecht erhalten mehr
Eine tödliche Allianz

Eine tödliche Allianz

Forschungsmeldung 1. März 2010
Max-Planck-Forscher entschlüsseln, wie Fadenwürmer und Bakterien gemeinsam Jagd auf Insektenlarven machen mehr
Navigieren im Ozean der Moleküle

Navigieren im Ozean der Moleküle

Forschungsmeldung 30. Juni 2009
Ein Computerprogramm weist den Weg zu neuen Wirkstoffkandidaten mehr
Vom Pflanzenschädling zum Krebsmedikament

Vom Pflanzenschädling zum Krebsmedikament

Forschungsmeldung 10. April 2008
Die von Bakterien produzierte Substanz Syringolin A hat eine ähnliche Struktur wie ein potenter Antikrebs-Wirkstoff mehr
Neuartiger Konstruktionsplan für Filamente

Neuartiger Konstruktionsplan für Filamente

Forschungsmeldung 19. Juli 2007
Max-Planck-Wissenschaftler klären auf, wie sich Septin-Filamente bilden mehr
Ein Weg zu vielen Wirkstoffen

Ein Weg zu vielen Wirkstoffen

Forschungsmeldung 16. Mai 2007
Chemiker erleichtern die Suche nach neuen Arzneimitteln mehr
Biologie-orientierte Synthese (BIOS):Vom Naturstoff zu neuen Therapeutika
Naturstoff-basiertes Konzept Dortmunder Max-Planck-Wissenschaftler zur Synthese neuer Wirkstoffe liefert erste Ergebnisse mehr
Ein Periodensystem für Naturstoffe

Ein Periodensystem für Naturstoffe

Forschungsmeldung 24. November 2005
Dortmunder Max-Planck-Wissenschaftler entwickeln erste strukturelle Klassifizierung von Naturstoffen / Entdeckung einer neuen Strukturklasse von Wirkstoffen mehr
Neue Pflanzenproteine am Drücker

Neue Pflanzenproteine am Drücker

Forschungsmeldung 7. Juli 2005
Dortmunder Max-Planck-Forscher haben jene Proteine entdeckt, die molekulare Schalter in pflanzlichen Signalwegen aktivieren mehr
Kein Stau am Golgi-Apparat

Kein Stau am Golgi-Apparat

Forschungsmeldung 14. Februar 2005
Biochemiker des Max-Planck-Instituts für molekulare Physiologie in Dortmund zeichnen erstmals die Wanderwege von Ras-Proteinen in lebenden Zellen nach mehr
Mit Molekülsonden auf Wirkstoffsuche

Mit Molekülsonden auf Wirkstoffsuche

Forschungsmeldung 20. Januar 2005
Max-Planck-Gesellschaft startet in Dortmund ein neues "Zentrum für Chemische Genomik" an der Schnittstelle von Biologie, Chemie und Medizin mehr
Von der Proteinstruktur zu neuen Arzneistoffen

Von der Proteinstruktur zu neuen Arzneistoffen

Forschungsmeldung 22. November 2004
Dortmunder Max-Planck-Wissenschaftler stellen neue Strategie vor, bei der die Kernstruktur von Proteindomänen als Leitprinzip für die Entwicklung neuer molekularer Wirkstoffkandidaten dient mehr
Mangel eines Proteins führt zu fortschreitendem Retinazerfall
Max Planck-Forscher ergründen mit Röntgenstrukturanalyse sowie halbsynthetischen "Hilfsproteinen" die molekularen Ursachen von Choroideremia mehr
Chemischer Trick gibt neue Einblicke in die Logistik der Zelle
Max-Planck-Wissenschaftlern entschlüsseln mit Hilfe halbsynthetischer Proteine, wie Zellen Rab-Transportproteine "recycelt" mehr
Krebsschalter aus der Retorte

Krebsschalter aus der Retorte

Forschungsmeldung 23. April 2003
Max-Planck-Forschern gelingt erstmals chemische Synthese von zwei komplexen Proteinen, die für Zellwachstum, Zellteilung und Krebs verantwortlich sind mehr
Bakterien, Pflanzen und Tiere halten eine Fülle unbekannter Substanzen bereit, die für den Menschen nützlich sein könnten. Herbert Waldmann testet am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund Naturstoffe auf ihre biologische Wirksamkeit und versucht, ihre Wirkung mit einfacher aufgebauten Molekülen zu imitieren.
3D im Kino ist spektakulär. Auch für Stefan Raunser vom Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund sind dreidimensionale Bilder ein besonderes Sehvergnügen: Mit seinen Elektronenmikroskopen kann er die Position einzelner Atome sehr genau bestimmen und die räumliche Struktur von Proteinen untersuchen. Dabei stößt er mitunter auf bizarre Konstruktionen.
Wie bringt HIV die Wirtszelle dazu, Viren zu produzieren? Wissenschaftler suchen nach dem Schlüssel zur Entwicklung effizienter Therapien.
Bei der Suche nach Pharmaka orientiert man sich tunlichst an natürlichen Vorbildern – an Molekülen, die biochemische Prozesse in tierischen oder pflanzlichen Organismen steuern.
Momentan sind keine Angebote vorhanden.

Wirkstoffforschung im Hochdurchsatz

2017 Sievers, Sonja; Waldmann, Herbert
Strukturbiologie Zellbiologie
Kleine Moleküle sind in der Lage, Wechselwirkungen mit zellulären Funktionsträgern einzugehen und so biologische Prozesse zu beeinflussen. Um die Entdeckung bioaktiver kleiner Moleküle voranzutreiben, wurde innerhalb des COMAS (Compound Management und Screening Center) eine Infrastruktur zur Lagerung und Testung einer großen Substanzbibliothek aufgebaut. Das COMAS ist eine wichtige Schnittstelle  für den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse der Max-Planck-Gesellschaft in die medizinische Forschung und die  Entwicklung neuer therapeutischer Anwendungen. mehr

Nie die Kontrolle verlieren: Das Kinetochor am Kontrollpunkt der Zellteilung

2016 Basilico, Federica; Breit, Claudia; Keller, Jenny; Klare, Kerstin; Krenn, Veronica; Maffini, Stefano; Overlack, Katharina; Petrovic, Arsen; Primorac, Ivana; Weir, John; Musacchio, Andrea
Strukturbiologie Zellbiologie
Während der Zellteilung werden von den Chromosomen, den Trägern des Genoms einer Zelle, zunächst identische Kopien in der Mutterzelle erzeugt, die später im Prozess der Chromosomentrennung auf die beiden Tochterzellen verteilt werden. Dazu sind spezialisierte Strukturen erforderlich, die Kinetochore. Sie werden am Centromer, einer besonderen Region jedes Chromosoms, aufgebaut. Als Multiprotein-Komponenten verbinden sie das Chromosom mit einer dynamischen Struktur, der Kernspindel, dessen Hauptaufgabe die Trennung der kopierten Chromosomen ist. mehr

Neuartige chemische Sonden in der Autophagozytose-Forschung

2015 Wu, Yaowen
Chemie Physiologie Strukturbiologie Zellbiologie
Die Autophagozytose als wichtiger Selbstverdauungsprozess in Zellen spielt sich in Autophagosomen ab – Zellorganellen, die von einer Lipiddoppelmembran umhüllt sind. Sie werden in einem komplizierten Zusammenspiel zwischen Lipiden und Proteinen aufgebaut, streng reguliert durch ein Netzwerk von Signalwegen. Die Verwendung chemischer Sonden, vor allem chemisch modifizierter Proteine und kleiner Moleküle, erlaubt es Forschern, die Regulationsmechanismen der Autophagozytose und die molekulare Basis der Autophagosomenbildung besser zu verstehen, als es durch herkömmliche Methoden möglich ist. mehr

Bakterielle Nanospritzen

2014 Gatsogiannis, Christos; Raunser, Stefan
Chemie Physiologie Strukturbiologie Zellbiologie

Bakterien besitzen ein Arsenal an Waffen, um ihren Wirt zu infizieren und gegebenenfalls zu töten. Forscher am MPI für molekulare Physiologie haben einen neuartigen Mechanismus beschrieben, mit dem das Bakterium Photorhabdus luminescens Insekten attackiert. Dabei spielen ein ungewöhnlicher Kokon mit seinem hochgiftigen Inhalt und eine neuartige Nanospritze die zentralen Rollen. Diese neuen Erkenntnisse sind von grundlegender Bedeutung für das allgemeine Verständnis des Transports von Wirkstoffen durch Membranen und könnten sogar für gezielte medizinische Anwendungen in Frage kommen.

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Die Ras-Abhängigkeit von Tumoren im Visier der Wissenschaft

2014 Papke, Björn
Chemie Physiologie Strukturbiologie Zellbiologie

Krebs entsteht durch Mutationen in den Genen. Ein Gen, das in jedem dritten Tumor verändert ist, ist das Ras-Gen. Das zugehörige veränderte Protein sorgt für ein ständiges, onkogenes Signal für Zellwachstum. In einem interdisziplinären Forschungsprojekt wurde ein neues Molekül gegen Ras-abhängige Tumore entwickelt. Das Molekül zielt nicht direkt auf Ras ab, sondern auf einen für die innerzelluläre Lokalisation von Ras verantwortlichen Interaktionspartner. Die Blockade dieses Partners verändert den Aufenthaltsort von Ras und inaktiviert damit das dauerhaft krebsauslösende Wachstumssignal.

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Intrazelluläre Signalwege als Reaktion auf die Außenwelt entscheiden über das Schicksal einer Zelle. Sie bestehen aus verschachtelten Netzwerken von Proteinen, deren Eigenschaften ihre Wechselwirkungen bestimmen, die aber auch ständig von diesen Interaktionen verändert werden. Die computerunterstützte Modellierung der Dynamik von Proteinen in einer Zelle erlaubt es, Muster im makroskopischen Verhalten der Zelle entstehen zu sehen, die durch Protein-Interaktionen auf der molekularen Skala erwachsen. mehr

Die Jagd nach der idealen Synthese

2013 Antonchick, Andrey P.
Chemie

Die Entwicklung von neuen effizienten Synthesemethoden ist ein Gebiet von großer Bedeutung. Wissenschaftler vom MPI für molekulare Physiologie beschreiben neue Wege für den schnellen Zugriff auf chemische Stoffe. Diese Methoden zeichnen sich durch milde, metallfreie und die Umwelt schonende Verfahren aus.

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Von Krankheitserregern lernen

2012 Itzen, Aymelt; Hedberg, Christian
Medizin Mikrobiologie Zellbiologie
Transportvorgänge in menschlichen Zellen sind erforderlich für unterschiedliche Prozesse, zum Beispiel für die Vernichtung von Krankheitserregern. Dabei steuert eine Klasse von Schalterproteinen die zeitliche und räumliche Koordination der Verschickungsprozesse. Manche Krankheitserreger, z.B. der Erreger der Legionärskrankheit, haben Mittel und Wege gefunden, diese Prozesse zu manipulieren. Die Erforschung der molekularen Prinzipien solcher Manipulationen ermöglicht den Forschern ein tieferes Verständnis der Biochemie von Krankheiten, aber auch der Grundlagen der Transportprozesse selbst. mehr

Mitose, der Teilungsvorgang von Zellen und Chromosomen

2012 Musacchio, Andrea
Medizin Strukturbiologie Zellbiologie
Chromosomen bestehen aus zwei identischen Kopien, die wie „geleimt“ aneinanderhängen. Während der Mitose reihen sich diese zusammenhängenden Chromosomen – Schwesterchromatiden – an einem Gerüst auf, der sog. mitotischen Spindel. Sobald alle aufgereiht sind, werden sie getrennt und auf die beiden entgegengesetzten Enden der sich teilenden Mutterzelle verteilt. Jede Tochterzelle erbt damit die gleiche Chromosomenausstattung. Wird die Mitose nicht korrekt ausgeführt, kommt es zu Ungleichgewichten in der Chromosomenzahl (Aneuploidie), die als häufige genetische Veränderung in Tumoren auftreten. mehr

Kräftemessen in der Nervenzelle – Wie entwickelt sich die komplexe Form von Neuronen?

2011 Dehmelt, Leif; Mazel, Tomáš; Arens, Julia; Zimmermann, Silke
Neurobiologie Physiologie Zellbiologie
Struktur und Funktion des Gehirns entwickeln sich durch zahlreiche Formänderungen, Bewegungen und Spezialisierungen von Zellen. Änderungen in der Zellform werden hauptsächlich durch faserartige Proteine – das sog. Zytoskelett – bewirkt. Diese Proteine werden durch molekulare Motoren verschoben, wodurch Kräfte aufgebaut werden.  Die komplexe Form von Nervenzellen wird durch ein Zusammenspiel vieler solcher Kräfte gebildet. Eine entscheidende Rolle spielt die Selbstorganisation: die spontane Bildung globaler Muster aus scheinbar zufälligen Fluktuationen unabhängiger molekularer Maschinen. mehr

Entwicklung chemischer Sonden zur Proteasenforschung

2010 Kaiser, Markus; Clerc, Jérôme; Hauske, Patrick; Mönig, Timon; Krahn, Daniel
Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften
Proteasen sind an einer Vielzahl biologischer Prozesse beteiligt. Zum Studium ihrer biologischen Funktion und Regulation stellen selektive chemische Sonden eine interessante Alternative zu gängigen Untersuchungsmethoden wie Knock-out-Ansätzen dar. Ausgehend von Naturstoffen oder durch rationales Design entwickeln Wissenschaftler maßgeschneiderte chemische Sonden zur Anwendung in der Proteasenforschung. Sie berichten über Fortschritte in der Anwendung der Syringolin-Naturstoffe als Proteasom-Inhibitoren und in der Entwicklung von Sonden für HtrA-Proteasen. mehr

Bioaktive Peptidnaturstoffe in der Chemischen Biologie

2009 Arndt, Hans-Dieter; Baumann, Sascha; Lu, Jin-Yong; Riedrich, Matthias; Schoof, Sebastian
Chemie Medizin
Peptidnaturstoffe sind strukturell verwandte, in der Natur vorkommende kleine Moleküle mit breiter biologischer Aktivität. Wissenschaftler am Dortmunder Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie befassten sich unter anderem mit Thiopeptiden, das sind potente Antibiotika, und mit Chondramid C, einem F-Aktin adressierenden Zytostatikum. Es wird über Fortschritte in der Aufklärung der molekularen Wirkmechanismen, abgeleitete Fluoreszenzsonden sowie chemisch-synthetische Zugänge berichtet. mehr

Die Regulation der Transkription ist eine Schnittstelle zwischen Zellwachstum und HIV-stimulierter Genexpression

2008 Schulte, Antje; Czudnochowski, Nadine; Schönichen, André; Geyer, Matthias
Genetik
Die Umschreibung chromosomaler DNA in Boten-RNA (mRNA) ist ein zentraler Prozess der Genexpression. Nach der Transkriptionsinitiation kommt es zu einem Halt, der einen Kontrollpunkt vor der produktiven Elongation reifer mRNA-Moleküle darstellt. Diese Arrestphase wird reguliert durch das Zusammenspiel des Transkriptionsfaktors P-TEFb mit dem Protein Hexim und der kleinen nukleären RNA 7SK. Wissenschaftler am MPI für molekulare Physiologie in Dortmund haben auf molekularer Ebene die Interaktion dieser Regulationsfaktoren untersucht und gezeigt, wie das HIV Tat-Protein diesen Arrest aufhebt, um die Transkription der viralen Gene zu stimulieren. mehr

Neue Proteine zur Aktivierung molekularer Schalter in Pflanzen

2007 Berken, Antje; Fricke, Inka; Scrima, Andrea; Thomas, Christoph; Weyand, Michael; Wittinghofer, Alfred
Pflanzenforschung Zellbiologie
Rho-Proteine regulieren als molekulare Schalter lebenswichtige Prozesse in Eukaryoten. Ihre Aktivierung ist essentiell für die Weiterleitung von multiplen internen und externen Signalen. Wissenschaftler am MPI in Dortmund haben kürzlich die verantwortlichen Aktivierungsproteine in Pflanzen identifiziert, die offenbar direkt an Zelloberflächenrezeptoren anknüpfen, sich strukturell deutlich von ihren Analoga in Tieren und Pilzen unterscheiden, aber dennoch einem generellen Reaktionsmechanismus folgen. mehr

Die Biosynthese von Phenazinen

2006 Ahuja, Ekta G.; Bayer, Peter; Blankenfeldt, Wulf; Janning, Petra; Herde, Petra; Mavrodi, Dmitri V.; Thomashow, Linda S.
Chemie Mikrobiologie
Phenazine sind stickstoffhaltige aromatische Verbindungen mit antibiotischer Wirkung, die von vielen Bakterien synthetisiert und zur Verteidigung ihres Lebensraums in die Umgebung abgegeben werden. Die Biosynthese der Phenazine zweigt von der aromatischen Aminosäurebiosynthese ab und ist im Detail nicht geklärt. Wissenschaftler am MPI für molekulare Physiologie in Dortmund haben gezeigt, dass die wichtige Zwischenstufe 2,3-Dihydro-3-hydroxyanthranilsäure von einem Enzym mit dem Namen PhzF zu einem Keton isomerisiert wird. Dieses Produkt dimerisiert und durchläuft anschließend mehrere Oxidations- und eine Decarboxylierungsreaktion, um schließlich als Phenazin-1-Carboxylsäure den Syntheseweg zu verlassen. Die Untersuchungen mit strukturbiologischen und biochemischen Methoden machen klar, welche Enzyme die jeweiligen Schritte katalysieren, und liefern somit erstmals ein relativ vollständiges Bild dieses interessanten Biosynthesewegs. mehr

Strukturelle Klassifizierung von Proteinen und Naturstoffen für die Chemische Genomik

2006 Koch, Markus; Wetzel, Stefan; Waldmann, Herbert
Chemie Informatik Strukturbiologie
Biologische Relevanz ist das wichtigste Kriterium bei der Entwicklung organischer Moleküle für die chemisch-biologische und die medizinisch-chemische Forschung. Um biologisch wichtige und vorvalidierte Startpunkte für die Entwicklung von Substanzkollektionen zu identifizieren, wurde nach struktureller Ähnlichkeit gesucht – und zwar unter den Liganden-bindenden Kernbereichen von Proteinen und unter ihren Liganden, den durch Biosynthese gebildeten Naturstoffen. Diese Ähnlichkeit wurde als Grundlage für ein „Similarity Clustering“ der Proteine und für eine strukturelle Klassifizierung der Naturstoffe eingesetzt. Der kombinierte Ansatz am MPI für molekulare Physiologie in Dortmund führt zu Hypothesen-erzeugenden Methoden und etabliert Startpunkte für die chemische Genomik: Kleine Moleküle zum Studium der biologischen Funktion von Proteinfamilien können identifiziert und verwendet werden. mehr

Struktur und molekulare Mechanismen von Uhrenproteinen

2005 Berndt, Alex; Breitkreuz, Helena; Hennig, Sven; Köster, Stefan; Schulze, Sabrina; Theiss, Christiane; Wolf, Eva; Yildiz, Özkan; Wittinghofer, Alfred
Neurobiologie Strukturbiologie Zellbiologie
Die meisten Lebewesen besitzen tagesperiodische Aktivitätszyklen, so genannte zirkadiane Rhythmen, die durch innere Uhren erzeugt und mit dem 24h-Tag-Nacht-Zyklus der Umwelt synchronisiert werden. Durch die strukturelle und proteinbiochemische Charakterisierung des Uhrenproteins PERIOD aus der Taufliege Drosophila konnten Wissenschaftler am Max-Planck-Institut in Dortmund wichtige Einblicke in den Mechanismus der inneren Uhr der Tiere gewinnen. Die Röntgenkristallstruktur zeigt neue Wege für biologische, biochemische und biophysikalische Experimente auf, die zu einem besseren Verständnis der molekularen Prozesse der inneren Uhr des Menschen beitragen sollen. mehr
Der Bericht schildert die Fortschritte, die in den letzten Jahren bei der Aufklärung der Mechanismen der Zuckeraufnahme in Niere und Darm gemacht worden sind. Ausgehend von der biophysikalischen Definition der Asymmetrie der Zellen und der Transportsysteme wird gezeigt, wie diese Prinzipien und die der Selektivität und der Energieeinspeisung auf molekularer Ebene gelöst worden sind. Dabei ergibt sich das Bild eines komplexen mehrstufigen Transportvorganges, dessen letzte Schritte noch nicht geklärt sind. Die Kombination modernster Methoden aus unterschiedlichen Disziplinen der Naturwissenschaft – eine der Stärken des Dortmunder Max-Planck-Instituts – wird zur endgültigen Aufklärung beitragen. mehr

Methoden zur Kombinatorischen Festphasensynthese von Verbindungsbibliotheken

2004 Breinbauer, Rolf; Gonthier, Elisabeth; Nad, Sukanya; Köhn, Maja; Niemeyer, Christof; Peters, Carsten; Waldmann, Herbert
Chemie
Mit der Organischen Synthese an der festen Phase (SPOS) ist es nun möglich, in kurzer Zeit viele unterschiedliche Moleküle herzustellen, die als potenzielle Liganden in biologischen Testsystemen untersucht werden können. Den Wissenschaftlern um Rolf Breinbauer ist es gelungen, erstmals elektroorganische Reaktionen an der festen Phase durchzuführen und damit einen neuen Reaktionstyp für die SPOS zugänglich zu machen. Darüber hinaus etablierten die Forscher am MPI in Dortmund einen neuen Weg zur Herstellung von Wirkstoffarrays, die für das biologische Hochdurchsatz-Screening geeignet sind. mehr

Strukturelle und mechanistische Aspekte der Regulation des intrazellulären vesikulären Transports

2004 Alexandrov, Kirill; Durek, Thomas; Goody, Roger S.; Niculae, Anca; Pylypenko, Olena; Rak, Alexey; Schlichting, Ilme; Reents, Reinhard (Abt. 4); Waldmann, Herbert (Abt. 4); Watzke, Anja (Abt. 4)
Chemie Strukturbiologie Zellbiologie
Eukaryotische Zellen zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie eine Reihe von subzellulären, membranumhüllten Kompartimenten besitzen. Diese Organellen kommunizieren über den kontrollierten Austausch ihrer Inhalte in einem Prozess, der als intrazellulärer vesikulärer Transport bezeichnet wird. Die Teilschritte dieses Prozesses werden durch GTPasen der so genannten Rab-Familie reguliert und kontrolliert. Um diese Funktionen zu erfüllen, müssen Rab-Proteine mit Membranen interagieren können, was durch kovalent gebundene Lipidreste ermöglicht wird. Diese posttranslationale Modifikation wird durch das Enzym Rab-Geranylgeranyltransferase bewerkstelligt. Im modifizierten Zustand ist nicht nur die Wechselwirkung mit Membranen, sondern auch mit bestimmten Proteinmolekülen möglich, die ihrerseits die Aktivität der Rab-Proteine regulieren (zum Beispiel Rab-GDP-Dissoziationsinhibitor, kurz RabGDI). Mutationen, die entweder die Prenylierung von Rab-Molekülen oder die Rab-RabGDI-Wechselwirkung beeinflussen, sind an einer Reihe von Krankheiten des Menschen beteiligt. Wissenschaftler um Kirill Alexandrov und Roger Goody am Dortmunder MPI haben eine Kombination zwischen Proteinsynthese, kinetischer Analyse und Röntgenstrahlkristallographie angewandt, um Strukturen von wichtigen Komplexen dieser Proteine zu bestimmen. Als Ergebnis konnten sie Modelle für die Entstehung zweier erblicher Krankheiten (Chorioideremie und nicht-syndromische geistige Retardierung) erstellen. mehr