Lars Fischer· 16.02.10 · 12:11 Uhr

Hast du mal überlegt, welche Größenordnung der Effekt haben müsste, wenn er denn existiert? Ich denke eine grobe Schätzung auf der Basis geometrischer und physikalischer Eigenschaften sollte auch ohne mathematisches Modell möglich sein.

Die Aufgabe ist m.E. ziemlich analog zur Reaktionsrate in der Chemie, abhängig von Konzentration, Aktivierungsenthalpie etcetera, etcetera. Ich denke das wäre ein guter Ansatz.

 Tobias· 16.02.10 · 12:54 Uhr

Richtig, Lars!
Es geht zuerst mal um Diffusionskoeffizienten im Cytosol. Wenn die Diffusion so schnell ist, dass sich Partnerproteine im Zeitraum von Millisekunden finden spielt das Zellvolumen eine untergeordnete Rolle.
Interessant wird es bei mehr als drei Proteinen im Komplex.
http://en.wikipedia.org/wiki/Fick's_laws_of_diffusion

 Bernd W.· 16.02.10 · 13:08 Uhr

Ich verstehe kein Wort von der Fragestellung, finde den Ansatz aber lobenswert und bin gespannt, wie es weitergeht. Wenn ich die mir bekannten Blogs von Wissenschaftler/innen Revue passieren lassen (mich eingeschlossen :-), dann fallen mir nur sehr wenige ein, die aus ihrer Blogtätigkeit unmittelbar für ihre eigene Arbeit einen Nutzen (Kollaboration mit vorher unbekannten Kollegen, Korrekturen oder Verbesserung der eigenen Arbeit, etc. ) ziehen konnte. Ausgeschlossen natürlich die Web2.0-Leute (Mediensoziologen, -pädagogen), die mit dem Medium unmittelbar etwas anfangen können. Vielleicht sollte ich mal etwas dazu schreiben... vermutlich aber eher gegen Ende der Woche.

 Markus· 16.02.10 · 13:42 Uhr

"Der nächste Schritt wäre, experimentell zu zeigen, dass sich zwischen Prokaryonten und Eukaryonten konservierte Komplexe mit unterschiedlichen Affinitäten bilden."

Heisst der Begriff "konservierter Komplex" dass du einen Modellproteinkomplex suchst, welcher sowohl in Prokaryonten als auch in Eukaryonten vorkommt, aber in Eukaryonten leicht angepasste Proteinstrukturen der Untereinheiten aufweist, um den Nachteil des größeren Zellvolumens auszugleichen?

Welche Komplexe kämen denn dafür in Frage?

 Tobias· 16.02.10 · 14:59 Uhr

Markus,
wenn man http://dx.doi.org/10.1038/nature03239 oder http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/326/5957/1235 mit http://dx.doi.org/10.1038/nature04670 und http://dx.doi.org/10.1038/415141a vergleicht, sollte man genügend Kandidaten finden.

Aber wie gesagt, das wäre ein späterer Schritt.

 Eva· 16.02.10 · 16:35 Uhr

Das ist so gar nicht mein Fachgebiet, aber so ein nettes interaktives Projekt, da gebe ich doch gern meinen Senf dazu ;-)
was Markus da zitierte, fiel mir auch als Ansatzpunkt auf – wenn Deine Hypothese stimmt, dann müssen sich konservierte Proteinkomplexe an ihren Bindungsstellen deutlich geändert haben, und das müsste sich doch über Proteindatenbanken verifizieren lassen? Und das kann man doch am besten testen, wenn man schon mal Kandidaten für solche Proteine hat; also konservierte Proteine, die ohne Signalsequenz im Cytosol (und nicht im ER) synthetisiert werden. Deswegen würde ich mit dem Schritt beginnen und mit den Treffern dann die mathematischen Modelle erstellen ?

 Tobias· 16.02.10 · 16:43 Uhr

Ja, stimmt, Eva. So gehts auch.
Dazu bräuchte man die Strukturen der Komplexe (und nicht nur der Einzelproteine) oder müsste irgendwie anders sagen können, wo die Proteine aneinander binden.
Ausserdem müsste man für die Kandidaten wissen, wie genau sich Mutationen auf die Bindeaffinitäten auswirken.

Vielleicht reicht es auch erst mal klassische Protein-Protein Bindedomänen zu untersuchen und zwischen Bakterien und Eukaryonten vergleichen. Vielleicht wurde das auch schon gemacht. Hier mal eine Auswahl von Proteininteraktionsdomänen.

 Dr. Glukose· 17.02.10 · 13:52 Uhr

Hey Tobi, ich kann dir zwar nicht direkt helfen, aber vielleicht bringt dich dieses Paper irgendwie weiter, über das ich mal geschrieben habe: Es geht um eine Methode namens "Translation site imaging" mit der man Proteine am Translationsort direkt nachweisen kann. Häuft sich also die mRNA irgendwo in einer Stelle in der Zelle an, damit dort eine spezifische Proteinkonzentration entsteht, so ist dies direkt nachweisbar. Verantwortlich für solche Anhäufung von Proteinen sind sogenannte Zipcode-Sequenzen. Das Protein polymerisiert dann erst ab einer bestimmten Konzentration.

 paco· 17.02.10 · 16:25 Uhr

komm doch mal nachher rueber Tobi und lass reden...vielleicht hab ich da ne Idee...

 Mark· 17.02.10 · 20:28 Uhr

Hallo Tobias,
bin selbst Postdoc und Enzmymologe. Zur ersten Frage: weshalb müssen die Komplexe sich alle in der gleichen Zeit zusammenfinden, die Teilungsrate von E.coli liegt bei 20-30 min, bei der Hefe deutlich höher und humane Zellen benötigen nochmals länger. Klar spielen Replikation des Genoms, Prozessierung der eukaryontischen mRNA, etc. eine Rolle für die Zellteilung. Doch alleine beim simplen Experiment der Expression eines Protein in z.B. E. coli wird 3-4 Stunden nach der Induktion geerntet, hingegen bei der mammalian Zellkultur 2-3 Tage nach der Transfektion.
Lange Rede kurzer Sinn, vielleicht benötigen größere Zellen für die meisten Prozesse eine längere Zeit, z.B. auch für die Ausbildung eines Proteinkomplexes.

 Tobias· 17.02.10 · 21:30 Uhr

Mark,
auch schön, danke.
Ich glaube allerdings nicht, dass die Dynamik von Proteinkomplexen der limitierende Faktor bei der Zellteilung ist, eher, wie du schon sagst (bei sich schnell replizierenden Organismen im Labor) die Replikation des Genoms. Wahrscheinlich auch irgendwo die Anzahl der Ribosomen.

Ich denke, E. coli kann schon nach ein paar Stunden geerntet werden, da es durch starke Promotoren in kurzer Zeit viel Protein synthetisieren kann.

Die gute! Idee von paco war übrigens FCCS zu verwenden, um in vivo die Dynamik von Proteinkomplexen zu studieren.

Von paco kommt auch die Zahl, dass in Zellen Diffusion rund 3 Mal langsamer Stattfindet als in wässriger Lösung (im Kern bis zu 5 Mal langsamer).

 Christian Reinboth· 18.02.10 · 11:39 Uhr

Eine klasse Idee, Mitstreiter für ein Forschungsprojekt über das Blog zu suchen. Von der Fragestellung habe ich leider kaum die Hälfte verstanden und könnte daher maximal mit statistischen Berechnungen aushelfen, die ja aber auch jeder Biologe im Schlaf beherrschen dürfte. Fände es trotzdem spannend, wenn Du darüber berichten würdest, wie sich die Suche nach Mitstreitern weiter entwickelt...

 Jérôme Chauvet· 22.06.10 · 14:46 Uhr

Nicht denken, sondern rechnen ! Ich meine, so eine Frage wird nur durch einen mathematsichen Ansatz gelöst. Davon reden und schreiben hängt von Intuition ab, lässt es uns deswegen nur auf irgendwelchem Weg irren.

Tschüss