Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Kanal von unerwarteter Bedeutung

10.08.2012
Freiburger Forschungsteam entschlüsselt ein wichtiges Stoffwechselprodukt in Bakterien
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Susana Andrade und Prof. Dr. Oliver Einsle, Institut für Organische Chemie und Biochemie und Mitglieder des Exzellenzcluster BIOSS, des Zentrums für Biologische Signalstudien der Universität Freiburg, haben erstmals präzise Daten über die Funktion eines Transportproteins für Formiat erhalten - einem wichtigen Stoffwechselprodukt in Bakterien. Die Erkenntnisse können dabei helfen, neue antibiotische Wirkstoffe zu entwickeln, wie das Team im Fachmagazin „PNAS“ berichtet.

Die mikrobielle Darmflora von Säugetieren setzt sich aus verschiedenen Mikroorganismen und Bakterienarten zusammen. Der menschliche Darm beherbergt einige hundert Gramm von Mikroorganismen, die insbesondere bei der Verarbeitung aufgenommener Nahrung essentiell sind. In einer Umgebung, die reich an Nährstoffen und Kohlenhydraten, aber arm an Sauerstoff ist, haben viele Bakterienarten eine besondere Form des Stoffwechsels entwickelt: die gemischte Säuregärung. Sie verarbeiten dabei Zucker, der über die Nahrung in den Darm gelangt, zu organischen Säuren wie Ameisensäue, Essigsäure und Milchsäure, die ausgeschieden werden. Die Bakterien gewinnen dadurch Energie, säuern ihre Umgebung aber deutlich an. Das nutzt nicht nur der Versorgung von guten Darmbakterien, sondern auch den pathogenen, also krankheitserregenden, Arten wie Cholerabakterien und Salmonellen. Im Körper des Menschen fehlt die gemischte Säuregärung. Deshalb bieten die molekularen Bestandteile dieses Prozesses bei Bakterien eine Grundlage, um neue antibiotische Wirkstoffe gegen die pathogenen Arten zu entwickeln.
Formiat ist eine zentrale Proteinkomponente in der gemischten Säuregärung. Darmbakterien besitzen mit dem Formiatkanal FocA ein spezielles Transportprotein, welches Formiat, das negativ geladene Ion der Ameisensäure, über die Zellmembran der Bakterien transportiert. Um mehr über die Funktion von FocA zu erfahren, baute Andrade dieses Protein in eine künstliche biologische Membran ein, an der die elektrischen Ströme von Ionen gemessen werden, die durch den Formiatkanal fließen. Neben präzisen Daten über das Transportverhalten von FocA konnte das Team genaue Informationen über den Schließmechanismus des Kanals erhalten: Bei zu niedrigem pH-Wert der Umgebung verhindert er, dass sich Bakterien durch weitere Ausfuhr von Säuren selbst schaden. Zudem kamen die Freiburger Wissenschaftler zu dem Ergebnis, dass FocA noch mehr verschiedene Anionen transportieren kann: die Ionen der Essigsäure, Milchsäure und Brenztraubensäure – exakt die Produkte der gemischten Säuregärung. Das Verhalten des Kanals für die jeweiligen Verbindungen entspricht den Mengenverhältnissen, in denen diese beim Abbau von Zucker gebildet werden. Der Kanal FocA hat damit für diesen Prozess eine weitaus zentralere Bedeutung als bislang angenommen wurde. Das dürfte ihn zu einer idealen Grundlage möglicher therapeutischer Maßnahmen bei Erkrankungen des menschlichen Darmtrakts machen.

Originalveröffentlichung:
Wei Lü, Juan Du, Nikola J. Schwarzer, Elke Gerbig-Smentek, Oliver Einsle & Susana L.A. Andrade (2012) The formate channel FocA exports the products of mixed-acid fermentation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI:10.1073/pnas.1204201109

Kontakt:
Prof. Dr. Susana Andrade
Institut für Organische Chemie und Biochemie, Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-8719
E-Mail: andrade@bio.chemie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | Uni Freiburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscherteam der Universität Bremen untersucht Korallenbleiche
24.04.2017 | Universität Bremen

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

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: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung