Struktur und Funktion des ABC-Transporters aufgeklärt
Nahezu alle lebenden Zellen haben in ihren Membranen Transportprotein-Komplexe, mit denen sie sich unerwünschter oder gefährlicher Substanzen entledigen. Das kann auch zum Nachteil von Patienten sein, wenn dadurch Antibiotika aus Bakterien oder Zytostatika aus Krebszellen ausgeschleust werden und Resistenzen entstehen. Wissenschaftler an der Goethe-Universität und am Max Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt/Main konnten nun den Mechanismus aufklären, mit dem ABC-Transporter das bewerkstelligen.
Es gelang ihnen, Proben der empfindlichen Membranprotein-Komplexe so zu präparieren, dass im Kryo-Elektronenmikroskop Bilder mit einer Auflösung von 2,8 Ångström erzeugt werden konnten, und zwar in verschiedenen Stadien ihrer Aktivität. Will man nämlich komplexe Moleküle wie den ABC-Transporter nicht nur scharf abbilden, sondern ihm auch „bei der Arbeit zuschauen“, braucht man Momentaufnahmen verschiedener Stadien. Die Frankfurter Biochemiker konnten acht Konformationen des Komplexes darstellen, indem sie den Transporter mit unterschiedlichen Konzentrationen von ATP und ADP inkubierten. Darüber hinaus konnte erstmals beobachtet werden, wie sich die Schleusen nach außen oder innen öffnen.
Damit lassen sich bisher kontrovers diskutierte Fragen zum Transportmechanismus der ABC-Transporter beantworten, die medizinisch von großer Bedeutung sind.
jfg