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Redox aktiv!

Aktivitäten der jüngsten GBM-Studiengruppe „Redoxbiologie“

Redoxbiologie - Aktueller denn je!

In der Vergangenheit war das vorherrschende Bild der Redoxbiologie vom Begriff einer „Redox-Balance“ geprägt, also der Idee, dass es einen ausbalancierten Grundzustand gibt, der durch krankmachenden „oxidativen Stress“ auf unerwünschte Weise ausgelenkt und durch heilbringende „Antioxidantien“ wieder zurück ins Gleichgewicht gebracht wird. Dieses schlichte Bild fand weite Verbreitung, nicht zuletzt dadurch, dass sich die Redoxbiologie über lange Zeit hinweg mit Enzymen beschäftigte, deren scheinbar einzige Aufgabe darin bestand, der Oxidation zellulärer Komponenten entgegenzuwirken.

Das Bild der Redoxbiologie hat sich inzwischen deutlich gewandelt und ist sehr viel differenzierter und facettenreicher geworden. Experimente der letzten Jahre zeigen, dass reaktive Sauerstoffspezies in der Regel keine unerwünschten Nebenprodukte sind, sondern vielmehr zelluläre Botenstoffe ohne die ein gesunder Organismus nicht auskommen könnte. Redox-Enzyme wie Peroxidasen und Redoxine sind nicht einfach nur dazu da, der Oxidation entgegenzuwirken, sondern vielmehr dazu, diese in geregelte Bahnen zu lenken. Dazu bedienen sie reversible Redox-Schalter in anderen Proteinen, insbesondere Thiol-Reste, mit räumlicher und zeitlicher Präzision. Wie Redox-Enzyme ihre Substrate erkennen und Redox-Modifikationen an spezifischer Stelle einführen ist bisher noch kaum verstanden. Klar ist aber, dass Thiol-Redox-Modifikationen, ähnlich wie Phosphorylierungen, eine Vielzahl zellulärer Prozesse modulieren. Wir kennen bislang weder das tatsächliche Ausmaß, noch die genauen Mechanismen dieser Regulation

Neue Methoden erlauben faszinierende Einblicke, sind aber technisch knifflig

Das moderne Verständnis der Redoxbiologie wurde vor allem von methodischen Fortschritten geprägt: neuartige Redox-Sensoren erlauben es, das Glutathion-Redoxpotential, H2O2 oder NADH in lebenden Zellen und in Echtzeit zu beobachten, und das mit subzellulärer Auflösung. Durch Massenspektrometrie und neue chemische Markierungsstrategien lassen sich Redoxmodifikationen proteomweit erfassen. So scheinbar einfach diese Ansätze in der Theorie sind, so knifflig und Artefakt-anfällig sind sie oft in der Praxis. Es ist eines der erklärten Ziele der 2011 gegründeten GBM-Studiengruppe Redoxbiologie, technische Erfahrungen und neue Methoden miteinander auszutauschen und weiterzuentwickeln

Enge Verbindung mit dem neuen DFG-Schwerpunktprogramm 1710

Um die moderne redoxbiologische Forschung in Deutschland weiter zu intensivieren, wurde im vergangenen Jahr von Katja Becker (Gießen), Tobias Dick (Heidelberg) und vielen weiteren Mitgliedern der Studiengruppe ein DFG-Schwerpunktprogramm mit dem Titel „Dynamics of Thiol-based Redox Switches in Cellular Physiology“ ins Leben gerufen. Die Förderung beginnt im März 2014. Die meisten der 28 geförderten Projekte im SPP1710 werden von aktiven Mitgliedern der Studiengruppe geleitet. Der DFG-Schwerpunkt und die GBM-Studiengruppe wollen in Zukunft eng zusammenarbeiten.

 

 

Studiengruppentreffen 22. und 23. September 2014, Heidelberg

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