Physiker der Universität Florenz versuchen, die Faltung eindimensionaler Ketten von Aminosäuren in dreidimensionale Gebilde mithilfe von Techniken aus der Allgemeinen Relativitätstheorie zu erklären. Die physiologische Funktion von Proteinen beruht zum Großteil auf deren dreidimensionaler Struktur, und Fehler in der Proteinfaltung stecken hinter tückischen Krankheiten wie etwa die Creutzfeld-Jakob-Krankheit. Der neue Ansatz steckt zwar noch in den Anfängen, kann allerdings die Faltung relativ einfacher Gebilde in der Tat vorhersagen.
Um die Faltung eines eindimensionalen Strangs von Aminosäuren zu erklären, stellen Lapo Casetti und seine Kollegen sich vor, dass sich dieses Gebilde in einer abstrakten Energielandschaft befindet. Jedem Punkt dieser Landschaft ist dabei eine bestimmte Energie zugeordnet, und Faltungen entsprechen der Wanderung des Gebildes durch diese Landschaft. Die endgültige Faltung entspricht dann dem Punkt mit der niedrigsten Energie.
Um dieses allgemeine Prinzip der Energieminimierung besser mathematisch erfassen zu können, parametrisierten die Forscher ihre Energielandschaft mithilfe der mathematischen Tricks der Allgemeinen Relativitätstheorie. Mittels dieser so genannten Differentialgeomtrie konnten die Wissenschaftler dann untersuchen, wie Veränderungen der Energielandschaft ? dargestellt durch Änderungen in der Topographie der Landschaft ? die Proteinfaltung beeinflussen.
Laut Casetti steckt diese Forschung zwar noch in den Anfängen, allerdings ist dennoch schon ein Erfolg zu vermelden. Die Forscher konnten in ihrer Studie zeigen, dass spontane Fluktuationen der Energielandschaft in der Tat die Faltung eines Protein einleiten können.
Physical Review Letters (Band 97 Band 218104) Stefan Maier
