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Ungewöhnliche Proteine als Angriffspunkt für Medikamente

12.01.2000 - (idw) Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Die Selenoproteine, die in höheren Organismen vorkommen, sind eine sehr ungewöhnliche Klasse von Eiweißstoffen. Sie bieten möglicherweise einen Angriffspunkt für spezifische Medikamente gegen verschiedene Krankheiten.

Die neuesten Erkenntnisse über Selenoproteine wurden bei einem Workshop besprochen, der am 2. und 3. Dezember 1999 an der Universität Würzburg stattfand: Unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. Dr. Josef Köhrle und PD Dr. Franz Jakob trafen sich rund 60 Wissenschaftler im Hotel Rebstock. Veranstalter des Workshops namens "Cell Differentiation and Defense" war die Würzburger Klinische Forschergruppe "Zelldifferenzierung und lokale Regulationssysteme".

Mehr als 15 verschiedene Selenoproteine sind bislang bekannt. Sie alle enthalten in ihrem aktiven Zentrum die ungewöhnliche Aminosäure Selenocystein und sind an zellulären Redoxreaktionen, am Stoffwechsel der Schilddrüsenhormone und an der Regulation der Transkription beteiligt. Wegen ihrer ungewöhnlichen Aminosäure kommen sie als Zielstruktur für spezifische Medikamente in Frage, die zum Beispiel gegen die Malaria eingesetzt werden könnten.

Unter anderem sind es die Knochenzellen, in denen verschiedene Selenoproteine gebildet werden. Ihre Produktion wird durch das essenzielle Spurenelement Selen und durch andere Faktoren reguliert. Auch in reifen Spermien stecken hohe Konzentrationen eines besonderen Selenoproteins: Bekommen Tiere nicht genug Selen mit der Nahrung zugeführt, dann ist ihre Spermienbildung beeinträchtigt.

Andere Selenoproteine sind an antioxidativen Reaktionen beteiligt und besitzen damit möglicherweise eine Schutzfunktion für den Organismus. Sie spielen beispielsweise eine Rolle für die Funktion der Magen-Darm-Schleimhaut und für deren Schutz vor oxidativem Stress. Bei bestimmten Vorstadien des Speiseröhrenkrebses, nämlich dem so genannten Barrett-Epithel, ist die Bildung der Selenoproteine verändert.

Wie bei der Tagung weiter zu hören war, sind bis zu 60 Prozent des Selens im Blut an das so genannte Plasmaselenoprotein P gebunden. Dessen Funktion ist zwar noch nicht geklärt, doch gilt es als guter Indikator für die Selenversorgung des Organismus. Der höchste Selengehalt im menschlichen Körper wird in der Schilddrüse gemessen. Dort sind mehrere Selenoproteine an der Bildung und Verstoffwechselung von Schilddrüsenhormonen beteiligt.

Bei schweren bakteriellen Infektionen (Sepsis), die sich auf den gesamten Körper ausdehnen, tritt im Blutkreislauf ein Selenmangel auf. Wird in einem solchen Fall Selen verabreicht, dann führe dies zu einer verbesserten Prognose für den Patienten, wie bei dem Workshop berichtet wurde. Außerdem ließen sich positive Effekte auf mehrere beeinträchtigte Organfunktionen, einschließlich der Nierenfunktion, feststellen.

Weitere Themen waren der Stoffwechsel von Schilddrüsenhormonen in der Hirnanhangdrüse und dem Gehirn sowie die Wirkung einzelner Schilddrüsenhormone auf die hormonelle Regulation und die Stoffwechselfunktionen bei Erkrankungen. So wurden zum Beispiel die verschiedenen Wirkungen dargestellt, welche die so genannten Retinoide auf Schilddrüsenkrebszellen ausüben. Retinoide sind biologisch wirksame Abkömmlinge von Vitamin A. Ihre Wirkungen bilden die Grundlage für ein neues, bereits in einer Pilotstudie erprobtes Konzept für die Behandlung von Schilddrüsentumoren.

Ein anderes Schwerpunktthema war der Knochenstoffwechsel. Hier wurden Strategien zur Aufklärung der komplexen genetischen Zusammenhänge bei der Entstehung der Volkskrankheit Osteoporose vorgestellt. Für den Umsatz der Knochensubstanz ist das Vitamin D3 essenziell. Vorläuferzellen des Immunsystems und der Knochenbildung können selbst Vitamin D3-Stoffwechselreaktionen ausführen und damit die Konzentrationen dieses Vitamins lokal beeinflussen.

Zur Sprache kamen auch neue Methoden der Isolierung und Charakterisierung von Stammzellen, die für Knochenersatz oder zukünftige Gentherapie-Verfahren eingesetzt werden können. Weiterhin wurde ein neues, in Knochenzellen identifiziertes Gen namens hCyr61 vorgestellt. Es ist wichtig für die Knochenfunktion und auch für die Diagnostik von Knochenerkrankungen. Bei diesem Themenbereich befassten sich die Wissenschaftler auch mit der Lockerung von Prothesen: Zellbiologische Untersuchungen haben ergeben, wie die von Knochenprothesen abgeriebenen Partikel auf die Knochenzellen wirken. Daraus ließen sich Hinweise auf die Mechanismen gewinnen, die zur Prothesenlockerung führen.

Schließlich wurden bei der Tagung auch neue Forschungsergebnisse zur Entstehung der Volkskrankheit Diabetes vorgetragen. Hier ging es zum Beispiel darum, wie das neu entdeckte, von den Fettzellen produzierte Hormon Leptin die Insulinabgabe aus der Bauchspeicheldrüse reguliert. Leptin spielt auch bei der krankhaften Fettsucht (Adipositas) eine Rolle.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Josef Köhrle, T (0931) 201-7101, Fax (0931) 201-7107, E-Mail:

j.koehrle@mail.uni-wuerzburg.de
PD Dr. Franz Jakob, T (0931) 201-7104, Fax (0931) 201-7107, E-Mail:
jakob.medpoli@mail.uni-wuerzburg.de
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