Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Achillesferse pathogener Bakterien entdeckt

14.12.2012
Max-Planck-Forscher finden mögliches neues Angriffsziel für Antibiotika in Krankheitserregern

Multiresistente Bakterien breiten sich vor allem in Krankenhäusern und Pflegeheimen erfolgreich aus. Ihre Unempfindlichkeit gegenüber vorhandenen Antibiotika macht die Suche nach neuen Wirkstoffen immer dringender.

Forscher vom Göttinger Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie haben jetzt einen möglichen neuen Angriffspunkt im Kampf gegen Bakterien ausgemacht: den Faktor EF-P. Wie sie herausfanden, spielt EF-P bei der Herstellung von Proteinen eine Schlüsselrolle, die beispielsweise für den Angriff von EHEC und Salmonellen auf ihre Wirtszellen unentbehrlich sind. Die Ergebnisse der Wissenschaftler könnten dazu beitragen, eine neue Generation von Antibiotika zu entwickeln, mit der sich auch Infektionen durch resistente Erreger bekämpfen lassen.

Bakterien in Krankenhäusern können zu einer großen Gefahr für Patientinnen und Patienten werden: Allein in Deutschland erkranken dort nach Schätzungen des Robert-Koch-Instituts jährlich bis zu 600000 Menschen an einer bakteriellen Infektion, rund 15000 sterben daran. Ein steigender Anteil dieser Infektionen wird durch sogenannte multiresistente Erreger ausgelöst – Bakterien, die gegen Antibiotika unempfindlich geworden sind. Experten warnen bereits länger, dass neue Antibiotika nicht schnell genug bereitgestellt werden können, um solche Krankheitserreger zu bekämpfen.

Ein mögliches Angriffsziel für eine neue Generation von Antibiotika haben jetzt Wissenschaftler um Marina Rodnina, Leiterin der Abteilung Physikalische Biochemie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, entdeckt: ein bakterielles Protein namens Elongationsfaktor P, EF-P. Fehlt Salmonellen oder E. coli-Darmbakterien das EF-P, sind die Bakterien in ihrer Fitness deutlich beeinträchtigt. Doch seine genaue Funktion gab Forschern bislang Rätsel auf.

Mit strukturbiologischen Arbeiten hat der Nobelpreisträger Tom Steitz von der Yale University (New Haven, USA) gezeigt, dass EF-P an die molekularen Proteinfabriken der Zelle, die Ribosomen, bindet. Ribosomen fügen die einzelnen Bausteine der Proteine – die Aminosäuren – nach den in den Genen gespeicherten Bauplänen aneinander. „Tom Steitz’ Versuche legen nahe, dass EF-P die Proteinproduktion in Bakterien irgendwie beeinflussen kann. Allerdings wissen wir, dass die meisten Proteine ganz ohne EF-P hergestellt werden“, sagt Marina Rodnina. „Für uns war die spannende Frage: Haben wir bisher Proteine übersehen, die nicht auf dem bisher bekannten Weg produziert werden können und EF-P benötigen? Und wenn ja: Welche Proteine sind das?“

Für die Nachwuchswissenschaftler Lili Dörfel und Ingo Wohlgemuth begann die Suche nach der „Nadel im Heuhaufen“. In aufwendigen Laborexperimenten suchten sie systematisch nach Aminosäure-Kombinationen, die sich nur mithilfe von EF-P verknüpfen ließen – und wurden fündig. Proteine, die mehr als zweimal hintereinander die Aminosäure Prolin enthielten, ließen sich nur mit EF-P effizient herstellen. „Prolin-reiche Proteine sind nicht nur für das Wachstum der Bakterien wichtig. Sie bilden auch gefährliche Angriffswerkzeuge von Salmonellen oder vom enterohämorrhagischen E. coli-Bakterium EHEC“, erklärt Wohlgemuth. Rund 270 der insgesamt 4000 E. coli-Proteine enthalten ein solches Aminosäuremuster. „Unsere Ergebnisse haben gezeigt, dass EF-P in der Tat ein weiterer wichtiger Faktor bei der Proteinproduktion ist, der in allen bisher untersuchten Bakterien vorkommt“, so der Nachwuchsforscher.

Die Proteinherstellung ist in Bakterien neben der Zellwandsynthese und der Vervielfältigung des Erbguts ein Hauptangriffsziel heutiger Antibiotika. Allerdings macht die steigende Anzahl multiresistenter Bakterienstämme die Suche nach neuen Wirkstoffen immer dringlicher. „EF-P kommt zwar auch in den Zellen unseres Körpers vor, doch unterscheidet es sich in wichtigen Details von seinem bakteriellen Pendant. Mit EF-P haben wir somit einen vielversprechenden neuen Angriffspunkt gefunden, um multiresistente Erreger zu bekämpfen ohne die Proteinproduktion unserer eigenen Zellen zu hemmen“, erklärt Rodnina. EF-P und weitere Proteine, die dieses in der Bakterienzelle regulieren, könnten Ziele für eine neue Generation von Antibiotika sein, die sehr spezifisch wirken, so die Hoffnung der Göttinger Max-Planck-Forscher.

Ansprechpartner

Prof. Marina V. Rodnina,
Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
Telefon: +49 551 201-2901
Fax: +49 551 201-2905
E-Mail: rodnina@­mpibpc.mpg.de
Dr. Ingo Wohlgemuth,
Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
Telefon: +49 551 201-2924
E-Mail: Ingo.Wohlgemuth@­mpibpc.mpg.de
Dr. Carmen Rotte,
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen
Telefon: +49 551 201-1304
Fax: +49 551 201-1151
E-Mail: crotte@­gwdg.de

Originalpublikation
Lili K. Doerfel, Ingo Wohlgemuth, Christina Kothe, Frank Peske, Henning Urlaub, Marina V. Rodnina
EF-P is essential for rapid synthesis of proteins containing consecutive proline residues.

Science, 13. Dezember 2012

Prof. Marina V. Rodnin | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/6680521/proteinbildung_in_bakterien

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften