Prof. Dr. Wolfgang P. Baumeister

für die Aufklärung der Struktur und des Mechanismus des Proteasoms

Lange Zeit war es ein Traum von Zellbiologen einen Blick in die supramolekulare Architektur lebender Zellen zu erhaschen, bisher ein unentdecktes Land. Vitale Zellfunktionen werden durch ein Ansammlung von Makromolekülen – oder Komplexen – gebildet, aber die meisten bestehen nur vorübergehend oder werden von Kräften zusammengehalten, die eine biochemischen Isolation und Reinigung nicht überdauern. Die Entwicklung der Kryoelektronentomographie hat es ermöglicht, dreidimensionale Bilder von gefrorenen Zellen oder Organellen in einer Größe von 5 nm zu erhalten, und mit fortschrittlicheren Techniken können wir nun den Bereich der Molekularstruktur betreten. Das wiederum erlaubt die Darstellung von makromolekularen Komplexen in einer natürlichen Umgebung. Solche Tomogramme sind 3D-Bilder des gesamten Zellproteoms, aber die immense Flut an Erkenntnissen stellt uns vor technische Probleme. Ausgeklügelte neue Techniken der gefundenen Muster werden notwendig sein, um die Information über die Verteilung von Makromolekülen und um ihre Verteilung und Beziehung zur Nachbarschaft zu erklären. Dadurch wird eine Brücke zwischen Molekular- und zellulärer Strukturbiologie geschlagen.

Wolfgang Baumeister wurde durch seine Arbeiten am Proteasom bekannt – jene Organelle, die für den kontrollierten Abbau intrazellulärer Proteine zuständig ist. Diese Arbeiten haben den Weg für die Aufklärung der Struktur dieser großen und komplexen molekularen Maschinen wie auch deren enzymatischen Mechanismus gebahnt. In jüngerer Zeit haben Baumeister und Mitarbeiter die Kryoelektronen-Tomographie entwickelt. Diese Methode gestattet es, intakte Zellen mit hoher Auflösung abzubilden und damit zu neuen Einblicken in ihre supramolekulare Architektur zu kommen. Sie kann sehr wirkungsvoll zur Aufklärung des Netzwerkes molekularer Wechselwirkungen beitragen, die den höheren Funktionen der Zelle zugrunde liegen. Hochauflösende Tomogramme einer Zelle sind letztlich dreidimensionale Abbildungen des gesamten Proteoms der Zelle.