Die Struktur der kleinsten Turbine der Welt 

Wissenschaftler in Klosterneuburg haben das letzte Glied der Atmungskette identifiziert und geben so neuen Aufschluss darüber, wie die Atmung und die Entstehung des Energieträgers Adenosintriphosphat (ATP) wirklich abläuft.  

In diesem Artikel möchten wir dir alle wichtigen Informationen zur neu entdeckten "kleinsten Turbine der Welt" geben. 

Der Wissenschaftler Leonid Sazanov vom Institute of Science and Technology (IST) Austria war Teil des Wissenschaftler-Teams, welches die "kleinste Turbine der Welt" unter die Lupe genommen hat.

In einem Artikel, welcher in den beiden Zeitschriften "Science" und "Nature Structural and Molecular Biology" veröffentlicht wurde, haben die Wissenschaftler diese neuesten Erkenntnisse zum ersten Mal publik gemacht. 

Leonid Sazanov erläutert, dass die Atmungskette aus verschiedenen Maschinen in den Membranen der Zellkraftwerke (Mitochondrien) entsteht, deren Anlagen werden als I, II, III, IV und V bezeichnet.  

Die Anlagen II, III, IV und V kennen Wissenschaftler schon seit Jahren und wissen auch, wie diese funktionieren, weshalb sich Leonid Sazanov und seine Kollegen auf das letzte, unbekannte Glied konzentriert haben, nämlich die Anlage I. 

Die Untersuchungen begannen bei Bakterien und wurden schließlich an Säugetieren weitergeführt.

Die Anlage I ist zuständig für den Transport von positiv geladenen Teilchen in die Mitochondrien, die dann von der Membran zurückgehalten werden- wie dies genau von statten geht, war bisher allerdings unbekannt.

Dieses Rätsel wurde nun gelöst - es steckt eine chemische Reaktion dahinter.

Der Transport und das Abweisen durch die Membran funktioniert, indem sich eine Spirale, welche auch als Helix bezeichnet wird, zu drehen beginnt und so eine chemische Reaktion auslöst.

Diese Reaktion löst wiederum eine elektrostatische Welle aus, mit deren Hilfe der Transport der positiv geladenen Teilchen möglich ist.  

Diese kleinen Protonen werden nun weitergeleitet bis hin zur “kleinsten Turbine der Welt”, die als "Anlage V vulgo F1F0-ATP-Synthase" bezeichnet wird.

In dieser kleinen Turbine befindet sich ein “Rad”, welche sich auf einer Seite der Membran befindet. Dieses Rad dreht sich, transportiert ein Proton und setzt es auf der anderen Seite wieder ab.

Bei diesem Prozess entsteht durch die Bewegung und Rotation der Energieträger Adenosintriphosphat, welches auch als ATP bekannt ist. Das ATP ist für diverse Prozesse im Körper wichtig.

Bisher gab es die Frage, wo sich die sogenannte Permeabilitäts-Übergangs Pore befindet.  

Diese Pore steht im Zusammenhang mit dem Zelltod und soll sich beispielsweise bei Schlaganfällen öffnen.

Es war zwar vorher bekannt, dass diese in Relation zu einer hohen Kalzium-Konzentrationen in den Mitochondrien steht, doch konnte nicht bestimmt werden, wo diese Pore sich konkret bildet.

Durch die neuen Erkenntnisse hinsichtlich der Atmungskette und der "Anlage V vulgo F1F0-ATP-Synthase" kann nun konkretisiert werden, wo diese Pore entsteht. 

Zwar gibt es Dank Leonid Sazanov und seinem Team diverse neue Erkenntnisse, doch gibt es auch weitere Bereiche, die nach neuen Entwicklungen rufen, darunter die konkrete Analyse der Struktur der ATP-Synthase während der Kalzium induzierten Übergänge.  

Aktuell wird nur angenommen, in welchem Bereich sich die Permeabilitäts-Übergangs Pore bildet, doch gibt es noch keine konkreten Analysen.  

Das ist das nächste Projekt an dem Leonid Sazanov arbeitet. Demnach ist es nur eine Frage der Zeit, bis wir auch hier uns an neuen Erkenntnissen und Informationen erfreuen können.