Funktion von Parkinson-Risikofaktor entschlüsselt
Forschende eröffnen neue Perspektiven für die Wirkstoff-Forschung
16.01.2026
Menschliche Zellen besitzen ein eigenes Recyclingsystem, in dem alte oder beschädigte Bestandteile abgebaut werden. Ein zentraler Bestandteil ist das Protein TMEM175, dessen Fehlfunktionen mit der Entstehung der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht werden. Forschende haben in einem an der TU Darmstadt initiierten Projekt nun erstmals die Funktionsweise von TMEM175 entschlüsselt – ein wichtiger Schritt für die Entwicklung von Medikamenten. Die Ergebnisse wurden im renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) veröffentlicht.
Lysosomen sind kleine, von einer Membran umschlossene Zellkompartimente, die wie winzige Recyclingstationen arbeiten. In ihrem Inneren werden große Moleküle wie Proteine, Zucker oder genetisches Material in ihre Bausteine zerlegt und der Zelle wieder zur Verfügung gestellt. Damit diese Prozesse zuverlässig ablaufen, ist ein saures Milieu erforderlich. Für die Ansäuerung ist ein Transportprotein verantwortlich, das Protonen in das Innere der Lysosomen pumpt. Für die wichtige Feineinstellung des Säuregrades sind weitere Proteine nötig, die sich in der Lysosomen-Membran befinden.
Besonders eines dieser Proteine, das Membranprotein TMEM175, ist in den vergangenen Jahren in den Fokus der Forschung gerückt: Denn genetische Veränderungen von TMEM175 werden mit neurodegenerativen Erkrankungen, vor allem mit Parkinson in Zusammenhang gebracht. Inzwischen wurde gezeigt, dass TMEM175 Ionen durch die Membran der Lysosomen leitet. Unklar blieb jedoch, welche Ionen dies sind und welche Rolle dieser Transport für gesunde und kranke Zellen spielt.
In einer Kooperation zwischen der TU Darmstadt, der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, der LMU München und des Unternehmens Nanion Technologies (München) konnten Forschende um Dr. Oliver Rauh (früher TU Darmstadt, jetzt Hochschule Bonn-Rhein-Sieg) nun zeigen, wie TMEM175 funktioniert. Mithilfe elektrophysiologischer Messungen wiesen sie nach, dass TMEM175 sowohl Kaliumionen als auch Protonen durch die Membran der Lysosomen transportiert. Wie stark dieser Transport ist, hängt vom pH-Wert, also dem Maß für den Säuregehalt, im Inneren der Lysosomen ab. Die Forschenden konnten dabei erstmals nachweisen, dass TMEM175 einen eigenen spezifischen pH-Sensor besitzt, der auf die Bedingungen im Inneren der Lysosomen reagiert.
Steuerung des Säurehaushalts
Zusätzliche Computersimulationen der Arbeitsgruppe von Professor Kay Hamacher von der TU Darmstadt machten deutlich, was dabei im Inneren des Proteins TMEM175 geschieht: TMEM175 kann erfassen, wie sauer es im Lysosom gerade ist, und den Transport der Protonen entsprechend anpassen. TMEM175 funktioniert damit wie ein Überflussventil. Auf diese Weise hilft das Protein, den Säuregehalt im Gleichgewicht zu halten, und verhindert, dass das Innere der Lysosomen zu stark übersäuert.
In gesunden Zellen ermöglicht diese Steuerungsfunktion vermutlich einen reibungslosen Abbau von Zellbestandteilen. Fehlfunktionen in TMEM175, zum Beispiel durch Mutationen, führen dagegen zu einer gestörten pH-Regulation. In der Folge werden Proteine nicht mehr effizient abgebaut, was langfristig zur Schädigung und zum Absterben von Nervenzellen beitragen kann – ein zentraler Prozess bei der Entstehung der Parkinson-Krankheit.
Die Studie liefert damit wichtige neue Einblicke in grundlegende Abläufe innerhalb der Zelle und identifiziert TMEM175 zugleich als vielversprechenden Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Wirkstoffe. Langfristig können diese Erkenntnisse dazu beitragen, Therapien zu entwickeln, die auf eine Wiederherstellung der gestörten lysosomalem Funktion bei neurodegenerativen Erkrankungen abzielen.
Die Veröffentlichung
Tobias Schulze, Timon Sprave, Carolin Groebe, Jan Krumbach, Magnus Behringer, Andre Bazzone, Rocco Zerlotti, Niels Fertig, Mike Althaus, Kay Hamacher, Gerhard Thiel, Christian Grimm, Oliver Rauh: “Proton selective conductance and gating of the lysosomal cation channel TMEM175.” In: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), January 14, 2026,
AG Thiel/cst
