Energiequelle für den Körper

Die Atmung ist essentiell für menschliches Leben. Die molekularen Reaktionen der Atmung finden in den Kraftwerken der Zellen, den Mitochondrien, statt. Über die Reaktionen der Atmungskette wird dabei das wichtigste zelluläre Energiemolekül, das Adenosintriphosphat (ATP), synthetisiert. Über einen so genannten ATP-Carrier wird das Molekül aus den Mitochondrien hinaus transportiert.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Zentrum für Biologische Signalstudien (BIOSS) und der Spemann Graduiertenschule für Biologie und Medizin (SGBM) um Projektleiter Privatdozent Nils Wiedemann vom Institut für Biochemie und Molekularbiologie der Universität Freiburg identifizierten das in der Atmungskette seit langem bekannte Protein Sdh3 zusätzlich in der Carrier-Translokase der inneren Mitochondrienmembran. Carrier-Translokasen sind Transportproteine, die den ATP-Carrier in die Mitochondrien einbauen. Die Ergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Molecular Cell veröffentlicht.

Damit besitzt Sdh3 nicht nur eine Funktion in der Atmungskette, sondern ist als Untereinheit der Carrier-Translokase auch am Einbau der ATP-Carrier-Proteine in die innere Mitochondrienmembran beteiligt. Somit ist Sdh3 erstens wichtig für die Bildung des „Energiemoleküls“ ATP und zweitens für den Export von ATP aus den Mitochondrien, um die Zelle mit Energie zu versorgen.

Was ist der Grund für diese Doppelfunktion? Die Mitochondrien haben sich aus Bakterien entwickelt, die in Vorläuferzellen von Körperzellen eingedrungen waren. Um das in den Mitochondrien gebildete ATP zu exportieren, entstand im Laufe der Evolution die Carrier-Translokase. Die Ergebnisse der Freiburger Forscher legen nahe, dass Atmungskettenproteine zusammen mit einem Transportprotein Grundlage für die Evolution der Carrier-Translokase und damit der Energieversorgung der Zellen sind.


Veröffentlichung:
Gebert et al. (2011) Dual Function of Sdh3 in the Respiratory Chain and TIM22 Protein Translocase of the Mitochondrial Inner Membrane, Molecular Cell, 44(5), doi:10.1016/j.molcel.2011.09.025