News

 
 News   Nachrichtensuche   Journals   Kongresskalender   Bibliothek   Bücher   e-Mail   Impressum   Sitemap 
   
Vom Rezeptoraufbau zu neuen Osteoporose-Medikamenten
 
21.11.18  

Forschende der Universität Zürich haben die dreidimensionale Struktur eines Rezeptors

aufgeklärt, der die Freisetzung von Kalzium aus den Knochen kontrolliert. Der Rezeptor istdamit eines der wichtigsten Ziele für neue Medikamente, um Osteoporose zu behandeln.

Dank dem nun bekannten Bauplan können Medikamente designt werden, die vielleicht sogar helfen,
Knochen wieder aufzubauen.

In der Schweiz sind rund 400'000 Personen von Osteoporose betroffen, zumeist Frauen nach den
Wechseljahren. Es ist eine stille Krankheit, denn der Knochenabbau geschieht langsam und
schleichend über viele Jahre ohne merkliche Symptome. Kalzium wird vom Körper langsam aus den
Knochen herausgelöst, die dann spröde werden und schließlich brechen. Der Körper kontrolliert
diesen Prozess durch ein Hormon, das Parathormon (PTH), und ein nahe verwandtes Peptid – ein
Proteinfragment. Diese binden an den PTH-1-Rezeptor, der dem Körper mitteilt, entweder Kalzium
aus dem Knochen herauszulösen oder neuen Knochen aufzubauen.

Untersuchung des Rezeptors schwierig

Andreas Plückthun, Professor am Biochemischen Institut der Universität Zürich (UZH), und seinem
Team ist es gelungen, die dreidimensionale Struktur des PTH-1-Rezeptors bestimmen. Die im
atomaren Detail aufgeklärte Struktur dient nun als Bauplan, um neue Medikamente zu entwickeln.
Solche rezeptorbindenden Substanzen könnten die Osteoporose verlangsamen und vielleicht
teilweise sogar wieder rückgängig machen. Die Strukturbestimmung war enorm schwierig, da die
Zellen nur sehr geringe Mengen des Rezeptors herstellen, der zudem sehr instabil ist. "Die Methoden
der gerichteten Evolution und des Protein Engineering, die wir über die letzten Jahre entwickelt haben, waren absolut entscheidend dafür", erklärt Plückthun.

Nachteile der aktuellen Osteoporose-Behandlung

Substanzen, die wie das natürliche Hormon und das verwandte Peptid aussehen, zählen zu den
wirksamsten verfügbaren Behandlungsmethoden der schweren Osteoporose. "Doch diese sind
extrem teuer, und müssen täglich in den Oberschenkel oder Bauch gespritzt werden. Zudem hat die
Therapie große Nebenwirkungen", sagt Christoph Klenk, Mitautor der Studie. Die Wissenschaftler
sind überzeugt, dass mit den neu gewonnenen Erkenntnissen über den Mechanismus dieses
Rezeptors nun Medikamente entwickelt werden können ohne diese Nachteile. Der Rezeptor sei wie
ein Schloss, und die Peptide seien die Schlüssel, die es drehen, beschreibt Plückthun. "Mit dem
atomaren dreidimensionalen Bauplan, dargestellt auf dem Computer-Bildschirm, haben wir jetzt einen
beispiellosen Einblick, wie das Schloss eigentlich funktioniert."

Relevant für eine ganze Klasse von Rezeptoren

Der PTH-1-Rezeptor gehört zur Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren. Dazu zählen
insbesondere Rezeptoren, die andere Hormone binden – wie etwa jene, die Diabetes kontrollieren.
Die Arbeiten der UZH-Forschenden bringen auch Licht in die Funktionsweise der ganzen Rezeptorfamilie. Denn so detailliert wie der PTH-1-Rezeptor wurde noch keiner dieser Rezeptoren
entschlüsselt. Dadurch konnten die Wissenschaftler sowohl Ähnlichkeiten wie auch Besonderheiten
im Vergleich zu den anderen Klasse B-Rezeptoren beschreiben. "Mit dem Bauplan des Schlosses
haben wir zwar noch keinen Schlüssel in der Hand. Aber nun ist es möglich, einen solchen zu bauen",
so Plückthun abschließend.

Prof. Dr. Andreas Plückthun
Biochemisches Institut
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 55 70
E-Mail: plueckthun@bioc.uzh.ch

 

© 2018 www.medaustria.at
Quelle: Nature Structural & Molecular Biology (2018)
(mst)