In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der chinesischen Huazhong-Universität hat ein Team um den Ludwig-Maximilians-Universität München-Biologen Professor Hugo Scheer nun ein neues Verfahren entwickelt, mit dem die farbigen Proteine direkt in einem Schritt synthetisiert werden.

„Damit können Biliproteine nun genauso flexibel eingesetzt werden wie die fluoreszierenden Proteine vom GFP-Typ“ erläutert Scheer. „Zusätzlich haben sie den entscheidenden Vorteil, dass man sie zwischen zwei verschiedenen Zuständen hin- und herschalten kann. Dies könnte insbesondere bei der Verfolgung von Stoff- und Signalflüssen und in neuen, höchstauflösenden mikroskopischen Verfahren von Vorteil sein.“

Biliproteine sind besondere Zellbausteine: Sie bestehen aus einem Protein, an das ein oder mehrere Pigmentmoleküle (Chromophore) angehängt sind. Phycobiliproteine von Blaualgen (Cyanobakterien) zeigen bei Bestrahlung mit Licht eine intensive, fluoreszierende Farbe. Als Lichtsammler ermöglichen sie es den Cyanobakterien, sich selbst in Regionen mit sehr geringem Lichteinfall anzusiedeln und dort Photosynthese zu betreiben. Ähnlich wie das Protein GFP können Biliproteine bei bildgebenden Verfahren eingesetzt werden, um zelluläre Bestandteile zu markieren und deren Verteilung im lebenden Gewebe sichtbar zu machen.

Allerdings hatten Proteine vom GFP-Typ den Vorteil, dass sie sich relativ einfach bilden lassen. Bei Biliproteinen musste dagegen der der Chromophor zunächst getrennt synthetisiert werden und konnte erst in einem zweiten Schritt eingebaut werden.

Dazu stellte das Team ein Fusions-Gen her, in dem die genetische Information zur Synthese des Chromophors mit derjenigen des Träger-Proteins verbunden wird. „Mithilfe dieses Fusions-Gens wird nicht nur das Trägerprotein hergestellt“, erläutert Scheer. „Andere Bereiche des Fusionsgens sind dafür verantwortlich, dass gleichzeitig aus der eisenhaltigen Verbindung Häm der Chromophor gebildet wird, und dieser dann selbsttätig an das Trägerprotein bindet. Dadurch, dass Häm in nahezu allen tierischen, pflanzlichen und bakteriellen Zellen vorhanden ist, sollten die so hergestellten Biliproteine ähnlich flexibel einsetzbar sein wie Proteine vom GFP-Typ“, sagt Scheer. Ein wesentlicher Vorteil der Biliproteine ist, dass sich viele zwischen zwei unterschiedlich farbigen Zuständen hin- und herschalten lassen.


COMPAMED.de; Quelle: Ludwig-Maximilians-Universität München