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Proteomik

Die Proteomik beschäftigt sich mit der Erforschung des Proteoms, was gleichbedeutend ist mit der Gesamtheit aller innerhalb einer Zelle bzw. eines Lebewesens unter definierten Bedingungen und zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhandenen Proteine. Ein wichtiger Kongress zum Proteom war der 4th Annual World Congress, der in München stattfand. Im Gegensatz zum eher statischen Genom ist das Proteom hochgradig dynamisch und verändert sich daher in seiner quantitativen und qualitativen Proteinzusammensetzung je nach Bedingungen wie Umweltfaktoren, Genexpression, Temperatur oder Wirkstoffgabe.

Die Veränderlichkeit des Proteons lässt sich an den Beispielen der Raupe bzw. der Kaulquappe bestens darstellen: Trotz unterschiedlichstem Äußeren enthalten die Raupe und der aus ihr entstehende Schmetterling das gleiche Genom, so wie die Kaulquappe und der aus ihr entstehende Frosch das gleiche Genom enthalten. Das unterschiedliche Äußere liegt im unterschiedlichen Proteom begründet. Die Veränderung des Proteoms kann teilweise sehr sehnell erfolgen, zum Beispiel durch Phosphorylierungen oder Dephosphorylierung von Proteinen, die während der Signaltransduktion eine nicht zu vernachlässigende Rolle spielen.

In den Erbanlagen jeder Zelle finden sich die Baupläne der Proteine. Sämtliche Eiweiße des Organismus sollen durch die Proteomik katalogisiert werden, weswegen sie sich bevorzugt mit den Ergebnissen sequenzierter Genome beschäftigt. Wenn die Erbsubstanz Informationen abspeichert, erfüllen die aus Aminosäuren bestehenden Eiweißmoleküle unterschiedlichste Aufgaben. So sind sie als die Grundsubstanz des Lebens bekannt und wehren beispielsweise als Antikörper Krankheiten ab, ermöglichen darüber hinaus als Enzyme die Verdauung und sind als Muskeln für die Bewegung zuständig.

Durch die Erforschung des Proteoms erhofft sich die Medizin neue Einblicke bei der Suche nach Wirkstoffen gegen Krebs, Infektionen sowie bestimmten Nervenkrankheiten. Erste Erfolge wurden bereits erzielt: Virenhemmende Medikamente gegen Grippe und Aids beruhen auf Wirkstoffen, die durch die Erforschung des Proteoms entwickelt wurden. Da Krankheiten wie Sichelzellanämie, Alzheimer oder Creutzfeldt-Jakob auf fehlerhaft geformten Proteinen basieren, ist es möglich, gezielt ein Molekül zu entwickeln, das an das fehlerhafte Protein andockt und es so anschaltet – allerdings erst, wenn bekannt ist, welches Protein genau für die bestimmte Fehlerfunktion verantwortlich ist.

Die Biologie erhofft sich durch die Proteomik einen besseren Einblick in die Funktionsweise der Lebewesen und dem Leben an sich. Biophysiker setzen auf eine molekulare Anatomie und auch die Industrie ist der Proteomik nicht abgeneigt – leistungsstärkere Pflanzenschutzmittel oder Waschmittelenzyme sind denkbar.