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Der erste Blick auf angstbezogenes Protein kann zu neuen Medikamenten führen
Die Wissenschaftler hoffen, dass der erste Blick auf die Kristallstruktur eines angstgebundenen Proteins zu einer neuen, verbesserten Klasse von Medikamenten führt, um die Störung zu behandeln.
Zum ersten Mal haben Forscher ein Bild der TSPO-Kristallstruktur auf molekularer Ebene mit Röntgenstrahlen erstellt.
Bildnachweis: Deon Foster
Forscher der Michigan State University (MSU) haben in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft Details der atomaren Struktur des TSPO-Proteins. Da TSPO mit verschiedenen Angststörungen in Verbindung gebracht wird, hoffen die Wissenschaftler, dass neue Arzneimittelziele als Ergebnis der Kartierung des Proteins identifiziert werden können.
TSPO wurde 1977 während Studien entdeckt, die das Potential von Valium zur Kontrolle von Angstsymptomen untersuchten. Das Protein wurde jedoch weitgehend als "eine periphere Bindungsstelle" abgetan und wurde nicht weiter als potenzielles Wirkstoffziel untersucht.
TSPO hat jedoch einige interessante Eigenschaften, die sich für die Medizin als nützlich erwiesen haben. Zum Beispiel werden hohe Konzentrationen des Proteins in geschädigtem Gewebe gefunden - eine Entdeckung, die in der positiven Emissionstomographie (PET) praktiziert wurde. Hier hilft TSPO bei der Abbildung von Entzündungsbereichen im Gehirn, da seine Anwesenheit in hohen Konzentrationen auf geschädigtes Gewebe hinweist.
Jetzt haben die MSU-Forscher erstmals ein Bild der TSPO-Kristallstruktur auf molekularer Ebene mit Röntgenstrahlen erstellt.
Als Ergebnis haben Wissenschaftler nun ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen, die das Protein mit Cholesterin hat - eine Beziehung, von der bekannt ist, dass sie die Bildung von Steroidhormonen beeinflusst. Das MSU-Team hat herausgefunden, dass TSPO eine Schlüsselrolle beim Transport von Cholesterin in das "Kraftpaket" von Zellen - den Mitochondrien - spielt, wo das Cholesterin in essentielle Steroidhormone umgewandelt wird.
Mutante TSPO mit bipolarer Störung assoziiert
Darüber hinaus identifizierte das Team eine TSPO-Mutante, die die Forscher als "einen wichtigen Durchbruch" bezeichnen. Diese TSPO-Mutation, die aufgrund ihrer "gefurchten" Struktur weniger stark an Cholesterin bindet, wurde ebenfalls mit einer bipolaren Störung in Verbindung gebracht.
Die Forscher glauben, dass die wesentlich andere Struktur der Mutation ein Hinweis darauf sein könnte, warum die mutierte Form stark mit Angststörungen assoziiert ist.
Co-Autorin Shelagh Ferguson-Miller beschreibt die Ergebnisse des Teams:
"Viele andere Wissenschaftler haben dieses Protein untersucht, aber was es genau macht, ist sehr schwer zu bestimmen. Drogen und andere Verbindungen binden an TSPO, aber ohne die Struktur zu kennen, sind ihre Auswirkungen schwer zu interpretieren. Jetzt, wo wir das erhalten haben Struktur, könnte es wichtige Hinweise auf Angststörungen und die Grundlage für eine neue Generation von Anti-Angst-Medikamente liefern. "
Die TSPO in der Studie stammte jedoch eher von Bakterien als von Menschen. Die Forscher wollen in Zukunft mit dem reinen menschlichen Protein arbeiten, behaupten aber, dass es schwierig ist, genug Protein aus menschlichen Zellen zu bekommen, um solche Untersuchungen durchzuführen.
"Ein Grund, warum die Aufgabe der TSPO so schwer zu bestimmen war, ist, dass viele Studien in den komplexen und vielfältigen Umgebungen von ganzen Zellen und Geweben durchgeführt wurden", kommentiert Fei Li, MSU Postdoc und Co-Autor, "wo eine klare Schnitt Interpretation der Ergebnisse ist schwierig. "
"Wir waren in der Lage, ein reines Protein zu erhalten, das immer noch funktionell war, aber von diesen Komplikationen isoliert war", sagt Li.
Im Jahr 2014 untersuchten die Forscher TSPO als Biomarker, der die Grundlage für den ersten nichtinvasiven Test auf Herzentzündung bilden könnte. Diese Studie legte nahe, dass die TSPO "viel mehr als ein einfacher Biomarker zu sein scheint", und erklärt, dass das Protein nicht einfach nur einen "Schnappschuss" der Entzündungswerte liefert, sondern tatsächlich die Krankheit antreibt.
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