Biokristallographie

 

Ein hochaktuelles Forschungsgebiet kommt aus der Optogenetik: Untersuchungsobjekte sind Proteinmoleküle, die durch Licht Prozesse in Nervenzellen des Gehirns steuern. Je nach Belichtung setzen diese Proteine den Transport von Kationen ins Zellinnere oder aus dem Zellinneren heraus in Gang und versetzen das Neuron damit in aktiven oder ruhenden Zustand. Gleichzeitig wirken sie als Filter, die nur bestimmte Kationen durchlassen. Diese Zusammenhänge konnte das internationale Team von Valentin Gordeliy durch Röntgenstrukturanalyse an Kristallen eines KR2 genannten Proteinmoleküls des Meeresbakteriums Krokinobacter eikastus aufdecken. Darauf aufbauend stellte es durch gezielten Austausch einzelner Aminosäuren dieses Moleküls, das Na-Kationen transportieren kann, eine Variante her, die K-Ionen befördert – ein Prozess, der in der Natur noch deutlich häufiger vorkommt. Es wird weiterhin nach anderen maßgeschneiderten Proteinen, die lichtgesteuert Ca und andere Elemente transportieren können, geforscht. Ein solches Arsenal an lichtgesteuerten Kationenpumpen, die kontrolliert Neuronen an- und abschalten können, stellt der Hirnforschung wertvolle Hilfsmittel für die Erforschung neuronaler Schaltkreise zur Verfügung. (S. auch Peter Zekert: „Leuchtende Zukunft“, effzett 2 (2015), 14-15.)

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Valentin Gordeliy