16.04.2012 - Wissenschaft

TU Graz und Uni Graz Forschende charakterisieren Schmerzregulator-Enzym

Wissenschafterinnen und Wissenschafter der universitären Kooperation NAWI Graz machten die dreidimensionale Struktur des Schmerz regulierenden Enzyms Dipeptidylpeptidase III sichtbar. Das Team von TU Graz und Universität Graz veröffentlichte die Forschungsergebnisse in der jüngsten Ausgabe des Magazins PNAS. Die Forschenden haben damit einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung neuer schmerzstillender Medikamente geleistet.

Lebenswichtige Abläufe wie Hungergefühl oder Schmerzen werden im menschlichen Körper durch eine Kombination aus Peptiden und anderen Proteinen kontrolliert. Sogenannte Peptidasen haben die Funktion Peptide abzubauen und können sie so inaktivieren. Das Eiweiß spaltende Enzym Dipeptidylpeptidase III (DP III) spielt in der Kontrolle von Schmerzprozessen eine wesentliche Rolle. Es ist am Abbau von Neuropeptiden wie zum Beispiel Enkephalinen oder Endorphinen mit beteiligt. Die NAWI Graz Arbeitsgruppe konnte erstmalig die Struktur des Enzyms sichtbar machen. Für die Entwicklung neuer Medikamente tun sich damit völlig neue Möglichkeiten auf. "Unsere Ergebnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung von spezifischen Inhibitoren, die die Aufklärung der genauen Rolle von DPP III und die Erforschung ihres Potenzials als ein Ziel von Schmerzinterventionsstrategien ermöglichen", so Co-Autor Peter Macheroux vom Institut für Biochemie an der TU Graz.

"Die sogenannten Neuropeptide steuern unterschiedliche Prozesse im Körper. DPP III zum Beispiel ist hauptsächlich für das Abschalten der Signale durch den Abbau von Endorphinen verantwortlich", erklärte Karl Gruber vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Uni Graz.  Gerade weil das Enzym für die Kontrolle von Schmerzprozessen so bedeutend ist, bemühen sich Forschende schon länger um die biochemische Charakterisierung von humanem DPP III, bislang ohne durchschlagenden Erfolg. Gustavo Bezerra, Doktorand im FWF-geförderten Doktoratskolleg "Molekulare Enzymologie" und Mitarbeiter in Karl Grubers Arbeitsgruppe, ist der entscheidende Schritt nun durch eine Kristallstrukturanalyse mittels Röntgenstrahlen gelungen. Das Beugungsmuster der Röntgenstrahlen war der Schlüssel zum atomaren Aufbau. Hier entdeckte das Team einen bislang unbekannten Bindeprozess. Das Enzym DPP III weist zwei bewegliche Teile auf, die sich bei der Bindung des Peptids aufeinander zu bewegen und das Substrat einschließen.

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

"Entropy-driven binding of opioid peptides induces a large domain motion in human dipeptidyl peptidase III" (Gustavo A. Bezerra, Elena Dobrovetsky, Roland Viertlmayr, Aiping Dong, Alexandra Binter, Marija Abramic´, Peter Macheroux, Sirano Dhe-Paganon, Karl Gruber)
Online: www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1118005109/-/DCSupplemental

zurück zur Übersicht