Zucker hält Knochen zusammen

Montag, 8. Oktober 2007, 16:45 • Rubrik Chemie, Medizin, Technik.

Knochen ist das Paradebeispiel für eine ebenso stabile wie anpassungsfähige Struktur. Der Zusammenhalt zwischen seinen verschiedenen Komponenten kommt jedoch auf andere Weise zustande als bislang angenommen, vermuten englische und deutsche Forscher. Ihren Messungen zufolge, sind die mineralischen Bestandteile über Zuckermoleküle in der Proteinmatrix verankert.

Bislang sei man meist davon ausgegangen, dass die Proteine selbst den Kontakt mit dem mineralischen Hydroxylapatit herstellten, schreiben die Forscher um David Reid von der Universität Cambridge und Christian Jäger von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Fachblatt “Chemistry of Materials”. Die neuen Resultate könnten helfen, die Eigenschaften gesunden wie kranken Knochens besser zu verstehen, zu beeinflussen und mit künstlichen Materialien nachzuahmen.

Die Forscher studierten Knochen- und Knorpelproben von Pferden mit Hilfe der Kernresonanzspektroskopie. Besonders interessierten sie sich für magnetischee Kopplungen, die sich zwischen eng benachbarten Kernen von Phosphor-31 und Kohlenstoff-13 ausbilden. Im “Fingerabdruck” dieser Wechselwirkungen fanden sich zwei Linien, die nicht auf Wechselwirkungen zwischen mineralischem Phosphor und Protein-Kohlenstoff zurückgingen. Die Stärke dieser beiden Linien variierte deutlich mit dem Mineral- und Kohlenhydratgehalt, jedoch kaum mit dem Proteingehalt der einzelnen Proben.

Reid, Jäger und Kollegen schließen aus ihren Beobachtungen, dass die Proteinbestandteile des Knochens nur wenig direkten Kontakt mit der mineralischen Komponente haben. Vielmehr seien es wohl langkettige Kohlenhydratmoleküle und die zahlreichen Zuckerseitenketten der Proteine, die die Verbindung herstellten. Auf diese Weise könnten sie eine wichtige Rolle bei Wachstum und Entwicklung des Knochens spielen.

Sollte dieses Resultat durch weitere Studien bestätigt werden, könne es “als Grundlage neuer molekularer Therapieansätze bedeutenden Einfluss auf die pharmakologische Behandlung von Knochenerkrankungen haben”, schreiben die Forscher. Zugleich könne es neue Wege zum Verständnis und zur Diagnose solcher Erkrankungen eröffnen.

Forschung: Erica R. Wise, Melinda J. Duer und David G. Reid, Department of Chemistry, University of Cambridge; Sergey Maltsev und Christian Jäger, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin; und andere

Veröffentlichung Chemistry of Materials, DOI 10.1021/cm702054c

WWW:
Department of Chemistry, University of Cambridge
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Knochengewebe
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