Neue Erkenntnisse zur Ribosomendynamik
Die zelluläre Proteinsynthese erfolgt in spezialisierten makromolekularen Strukturen (Ribosomen), die aus RNA und Proteinen bestehen. Obwohl hochauflösende Analysen bereits ein recht genaues Bild der Ribosomenstruktur geliefert haben, ist die Dynamik der Protein-RNA-Wechselwirkung noch weitgehend ungeklärt, was vor allem auf die Instabilität der Komplexe in vitro zurückgeht. So untersuchte das EU-finanzierte Projekt RSDYN (Ribosome dynamics analysed by novel cross-linking/mass spectrometry) nun mit neuen massenspektrometrischen Methoden die Vernetzung von Proteinen und RNA. In ihren Experimenten bestrahlten die Forscher von RSDYN lebende Hefezellen und identifizierten den mit der RNA vernetzten Teil des Peptids. Mit diesem Ansatz gelang es, genaue Karten der RNA-Bindungsstellen bei Hunderten von Hefeproteinen zu erstellen. Diese Informationen wurden mit hochaufgelösten Daten der Ribosomenstrukturen von Hefe und einzelnen Protein-RNA-Komplexen kombiniert. Weiterhin wurden genomweite Analysen zu RNA-Zielstrukturen des neuen RNA-bindenden Proteins Enolase durchgeführt. Um Proteininteraktionen in Ribosomenkomplexen zu klären, untersuchte das Konsortium an Escherichia coli-Stämmen mit defekter Ribosomenassemblierung Veränderungen der ribosomalen Zusammensetzung und Struktur. Das von RSDYN entwickelte Verfahren ergänzt bestehende Strategien wie Röntgenkristallographie und NMR, um die Dynamik von Ribonukleopartikeln wie Ribosomen zu untersuchen. Die Methode wird sich als hochrelevant für viele Forschungsbereiche - von der molekularbiologischen Grundlagen- über die Arzneimittelforschung bis zur Analyse von Protein-DNA-Wechselwirkungen erweisen. Zudem fördern die Ergebnisse der Studie die Entwicklung der nächsten Generation antibakterieller Medikamente gegen Zielstrukturen, die mit der Assemblierung während der Ribosomenbiogenese assoziiert werden.
Schlüsselbegriffe
Ribosomen, antibakteriell, Protein, RNA, Vernetzung, Massenspektrometrie, Genom
