Die Suche nach wichtigen funktionalen Regionen eines Proteins ist wie die Suche nach Wasser auf einem Grundstück: Pharmaforscher müssen das Protein Stück für Stück nach jenen Stellen „abtasten“, an die ein Wirkstoffmolekül nach dem „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ andocken könnte “ ebenso mühsam, wie die Suche nach einer Wasserquelle, indem man Bohrung neben Bohrung setzt. Damit soll nun Schluss sein, verspricht ein US-Wissenschaftler: Er vergleicht sein neues Such-Konzept mit einer Wünschelrute, die schon vor der ersten Bohrung ahnen lässt, wo die Arbeit am lohnendsten ist “ und schnell und präzise zu den für die Pharmaforscher wichtigen Molekülabschnitten führt.

„Hat man ein neu entdecktes Molekül und will man herausfinden, was es tut und wo seine wichtigen Regionen sind, dann sagt das Konzept, wo man mit der Suche ansetzen sollte“, so Jefferson Foote, Molekularforscher am Fred Hutchinson Cancer Research Center. „Es schränkt die Suche ein, bevor man überhaupt beginnt.“ Das Such-Konzept beruht auf dem jahrhundertealten mathematisch-physikalischen Prinzip der Trägheitsachsen. In jedem dreidimensionalen Objekt, so auch bei den mehrfach gewundenen und in sich verdrehten DNA-Ketten, lassen sich eine oder mehrere Achsen identifizieren, um die es frei rotieren kann. Auch die Bewegung bei Salto und Pirouette verläuft genau um diese Achsen.

Foote und Kollege Anandi Raman nahmen die Hauptachsen der Trägheit bei einer Vielzahl von Proteinen genauer unter die Lupe und sie stellten fest: Sie kreuzten jeweils genau jene Regionen des Moleküls, die für seine biologische Funktion am wichtigsten sind, von den Bindungsstellen für DNA, Antigene oder Viren bis zu den Katalyse-Regionen von Enzymen. „Die Hauptachsen streifen die Bindungsstellen nicht bloss; immer wieder stellte ich fest, dass mindestens eine exakt durch den Teil des Proteins lief, der für das Binden an eine Vielzahl von Liganden am wichtigsten war, von DNA bis zu Vitaminen“, berichtet Foote. Bei dem Anti-Tumor-Gen p53 etwa verläuft eine der Trägheitsachsen durch die Aminosäure an Position 248, den Ort der häufigsten genetischen Mutation bei Krebs im Menschen. Foote ist überzeugt, dass sich mit dem Blick auf die Trägheitsachsen die Analyse von Molekülen wesentlich vereinfachen lässt. Er hat seine Methode zum Patent angemeldet. Der Berichterschien in der aktuellen Ausgabe der Proceedings of the National Academy of Sciences.

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