Dr. Wolfgang Girzalsky, Prof. Dr. Ralf Erdmann und Dr. Ismaila Francis Yusuf (von links) befassen sich mit den zellulären Vorgängen in Hefen.
Biochemie
Neue Qualitätskontrolle in Hefeperoxisomen entdeckt
Forschende haben einen bislang unbekannten Mechanismus zur Erhaltung der Zellfunktion identifiziert.
Peroxisomen sind lebenswichtige Zellorganellen, die eine zentrale Rolle im Lipidstoffwechsel und bei der Entgiftung von Zellen spielen. Damit sie ihre Aufgaben erfüllen können, müssen zahlreiche Enzyme präzise in ihr Inneres transportiert werden. Ein Forschungsteam der Ruhr-Universität Bochum um Prof. Dr. Ralf Erdmann und Dr. Ismaila Francis Yusuf hat nun einen bislang unbekannten Qualitätskontrollmechanismus des peroxisomalen Proteintransports in der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae entdeckt, der für die Funktionsfähigkeit der Organellen entscheidend ist. Die Studie wurde am 28. Oktober 2025 in der Fachzeitschrift Cell Reports veröffentlicht.
Defekte Proteine finden und abbauen
Die Forschenden konnten erstmals den sogenannten RADAR-Weg („Receptor Accumulation and Degradation in the Absence of Recycling“) in der Bäckerhefe identifizieren und molekular charakterisieren. Dieser Mechanismus sorgt dafür, dass fehlerhafte oder nicht mehr funktionsfähige Importrezeptoren erkannt, markiert und gezielt abgebaut werden. „So wird verhindert, dass defekte Proteine die Funktion der Peroxisomen beeinträchtigen“, erklärt Ralf Erdmann, Leiter der Abteilung für Systembiochemie an der Ruhr-Universität Bochum.
Das Bochumer Autorenteam: Wolfgang Girzalsky, Ismaila Francis Yusuf, der Erstautor des Papers, und Ralf Erdmann (v.l.)
Im Zentrum dieses RADAR-Weges steht die AAA-ATPase Cdc48p, die gemeinsam mit ihren Kofaktoren Ufd1p und Npl4p sowie der AAA-ATPase Msp1p den Abbauprozess steuert. Das Team konnte zeigen, dass Cdc48p defekte Rezeptoren aus der Peroxisomenmembran herauszieht, damit sie anschließend vom Proteasom abgebaut werden können. Damit ähnelt der RADAR-Weg dem bekannten ERAD-System (Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation), das im endoplasmatischen Retikulum eine vergleichbare Qualitätskontrollfunktion erfüllt.
Beitrag zur Zellgesundheit
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass auch Peroxisomen über eine spezialisierte Qualitätskontrollmaschinerie verfügen, die Fehlfunktionen vorbeugt und zur Erhaltung der Zellgesundheit beiträgt“, erklärt Ralf Erdmann. Die Entdeckung trägt wesentlich zum Verständnis der peroxisomalen Qualitätskontrolle und der Rolle von Cdc48p bei der Überwachung zellulärer Proteine bei. Da Peroxisomen auch im menschlichen Stoffwechsel eine zentrale Rolle spielen und der RADAR-Weg bis zum Menschen konserviert ist, liefern die Ergebnisse neue Einblicke in grundlegende Mechanismen der Zellhomöostase und der Kontrolle der Proteinqualität.
