Ein Forschungsteam um Puja Shrestha und Prof. Dr. Simon Ebbinghaus (Ruhr-Universität Bochum und Research Center Chemical Sciences and Sustainability) hat nun ein solches Protein genauer untersucht und sein dynamisches Verhalten analysiert.

Ein Blick auf ein multifunktionales Protein

Im Zentrum der Studie steht ein gefalteter Bereich – die sogenannte Kälteschockdomäne (CSD/CSDex) – innerhalb des YB1-Proteins, einem IDP mit vielfältigen Aufgaben in der Zelle. Das Team wollte verstehen, wie dieser Bereich seine strukturelle Stabilität aufrechterhält.

Das YB1-Protein spielt eine Rolle bei zentralen zellulären Prozessen wie dem Ablesen von Genen, der Proteinsynthese und der RNA-Verarbeitung. „Aufgrund seines engen Zusammenhangs mit Krebswachstum und Arzneimittelresistenz könnte das Verständnis der Faltung und Funktion des YB1-Proteins dabei helfen, neue therapeutische Ansätze zu entwickeln“, hofft Doktorandin Puja Shrestha.

Die Forschenden stellten fest, dass das CSDex-Protein unter physiologischen Bedingungen eine mäßige Stabilität zeigt: Etwa die Hälfte der Moleküle liegt gefaltet vor, die andere Hälfte bleibt ungefaltet. Bindet das Protein jedoch an Nukleinsäuren, geht es nahezu vollständig in seine gefaltete Form über. „Das deutet darauf hin, dass diese Wechselwirkungen das Protein auf eine Weise stabilisieren, die dazu beiträgt, es in seiner funktionellen Form zu fixieren“, erläutert Simon Ebbinghaus.

Relevantes Wissen für neue Behandlungsstrategien

Darüber hinaus konnte das Team zeigen, dass das Protein zahlreiche verschiedene Strukturen einnehmen kann. Diese Vielfalt ermöglicht eine schnelle und effiziente Interaktion mit unterschiedlichen Nukleinsäuren. Die moderate Stabilität der CSDex-Domäne scheint dabei ein natürlicher Kompromiss zu sein: Sie verleiht Flexibilität für vielfältige Interaktionen und unterstützt gleichzeitig die funktionelle Vielfalt des Proteins.

„CSDex-Nukleinsäure-Wechselwirkungen führen beispielsweise zur Überproduktion verschiedener Proteine oder zur Reparatur von Nukleinsäuren, wodurch Krebszellen resistenter gegen Chemotherapie werden“, erklärt Puja Shrestha.

In zukünftigen Studien könnten Moleküle entwickelt werden, die gezielt auf CSDex-Nukleinkomplexe abzielen und krankheitsrelevante Wechselwirkungen spezifisch blockieren. Dies könnte einen vielversprechenden Ansatz darstellen, um Resistenzmechanismen von Krebszellen zu durchbrechen.

Originalpublikation:
Shrestha, P., Ribeiro, S. S., Aurich, J., Herrmann, C., & Ebbinghaus, S. (2025). Marginal stability of the YB1 cold-shock domain in cells enables binding of multiple nucleic acids. Advanced Science. DOI:10.1002/advs.202512966

Quelle: Ruhr-Universität Bochum