Das Innere von lebenden Zellen wird durch eine Membran geschützt. Diese Membran enthält aber auch Mechanismen, um bestimmte Substanzen oder Informationen in die Zelle zu lassen. Dieser Signalweg besteht den Angaben des Paul Scherrer Instituts (PSI) zufolge aus drei Komponenten: Erstens einem Rezeptor, der das Signal erkennt und dadurch aktiviert wird. Zweitens einem sogenannten G-Protein, das an den aktivierten Rezeptor bindet und das Signal an ein oder mehrere Effektorproteine weiterleitet. Und dem Effektorprotein oder den Effektorproteinen, die einen sekundären Botenstoff (das zyklische AMP, cAMP) produzieren, der wiederum Reaktionen in der Zelle auslöst.
Forscher des PSI haben nun das Effektorprotein – in ihrem Fall die Adenylylzyklase – abgebildet und das bisher detailreichste Bild von dieser Art Membranprotein erhalten. „Um zu verstehen, wie Signalwege in der Zelle funktionieren, ist es zunächst notwendig zu wissen, wie die beteiligten Komponenten im Detail aussehen“, erklärt Volodymyr Korkhov, Leiter der Forschungsgruppe.
Insgesamt liefern die Ergebnisse ein besseres Verständnis davon, wie externe Signale zur kontrollierten Produktion des sekundären Botenstoffs cAMP führen. Und die Konzentration des cAMP in der Zelle spielt bei der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, bestimmten Tumoren oder Typ-2-Diabetes eine wichtige Rolle.
„In Zukunft könnten es unsere neuen Erkenntnisse ermöglichen, Medikamente zu identifizieren, die die Adenylylzyklase hemmen oder aktivieren – je nachdem, ob Überproduktion oder ein Mangel an cAMP für eine Krankheit verantwortlich ist“, erklärt Korkhov.
