Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Cholera: Den Teufel mit dem Beelzebub austreiben

04.07.2014

Bindung an fünf Stellen: Effektiver Cholera-Inhibitor auf Basis des Cholera-Toxins

Cholera gegen Cholera: Das Andocken des Cholera-Toxins an Zuckermuster auf der Oberfläche von Darmzellen lässt sich durch einen neuartigen Inhibitor verhindern. Ein internationales Forscherteam erläutert das elegante Bauprinzip in der Zeitschrift Angewandte Chemie:


Cholera gegen Cholera: Ein internationales Forscherteam fand heraus, dass sich das Andocken des Cholera-Toxins an die Oberfläche von Darmzellen durch einen neuartigen Inhibitor verhindern lässt.

(c) Wiley-VCH

Das Proteingerüst des Inhibitors basiert auf einem inaktiven Cholera-Toxin und ist mit fünf der Zuckermotive als Liganden ausgestattet. So passt der Hemmstoff perfekt in Größe und Anzahl von Bindungen zum ebenfalls fünfbindigen Choleratoxin.

Cholera ist eine bakterielle Infektionskrankheit, die vor allem über unzureichend aufbereitetes Trinkwasser sowie kontaminierte Lebensmittel übertragen wird. Das eigentliche Pathogen ist ein von den Bakterien freigesetztes Toxin, das Darmzellen angreift und lebensgefährliche Durchfälle verursachen kann.

Cholera-Toxin ist ein Protein aus einer toxischen A- und fünf nichttoxischen B-Untereinheiten (CTB), das in seiner Form an einen Blütenkelch mit fünf Blütenblättern erinnert. Die „Blütenblätter“ sind zwar nicht toxisch, aber sie sind es, die an spezielle Kohlenhydrate, das Zuckermotiv des Glycolipids GM1, auf der Oberfläche der Darmzellen binden und damit die Aufnahme des Toxins einleiten. Jede der fünf B-Untereinheiten besitzt eine spezifische Bindestelle für den speziellen Mehrfachzucker.

Um dem fünfbindigen Cholera-Toxin Einhalt zu gebieten, haben die Wissenschaftler von der University of Leeds (UK), der Universität Wageningen (Niederlande) und der König-Abdulaziz-Universität in Jeddah (Saudi-Arabien) jetzt auch einen fünfbindigen Inhibitor entwickelt. Damit er auch richtig gut zu seinem Gegenspieler passt, haben sie dazu auf das Prinzip „Gleiches mit Gleichem bekämpfen“ zurückgegriffen: Eine inaktive Version der fünf „Blütenblätter“ aus CTB-Untereinheiten dient als Protein-Gerüst des Inhibitors.

Die Forscher um Bruce Turnbull erzeugten eine Mutation in den GM1-Bindestellen der CTB-Untereinheiten, damit der Inhibitor nicht selbst an die Darmzellen bindet. Zudem wurde eine spezielle Seitengruppe jedes „Blütenblatts“ chemisch so verändert, dass sie eine Kupplungsreaktion eingehen können, mit der anschließend fünf Liganden über bewegliche Abstandhalter angeknüpft wurden.

Die Wahl des Liganden fiel dabei auf den idealen Bindungspartner: das Zuckermotiv des Glycolipids GM1. Der Vorteil des Ansatzes besteht darin, dass der Inhibitor dem Toxin fünf Liganden präsentiert, die in genau den gleichen Abständen zueinander vorliegen wie die fünf Bindestellen des Toxins – das perfekte Gegenstück also. Entsprechend hoch ist die Wirksamkeit des neuen fünfbindigen Inhibitors für sein Zielmolekül.

Während die Synthese des Zuckermotivs zwar relativ kompliziert ist, kann das Proteingerüst auch in großtechnischem Maßstab leicht gentechnisch hergestellt, auf einfache Weise chemisch modifiziert und mit den Zuckern bestückt werden. Die Forscher hoffen, dass sich nach diesem Bauprinzip weitere mehrbindige Inhibitoren für andere Protein-Kohlenhydrat-Wechselwirkungen entwickeln lassen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 26/2014

Autor: W. Bruce Turnbull, University of Leeds (United Kingdom), http://www.chem.leeds.ac.uk/People/Turnbull.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201404397

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

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