Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kieler Forschende entdecken neuartiges Killerprotein

12.11.2012
Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) haben ein toxisches Protein von krankmachenden Acanthamöben entdeckt und seine dreidimensionale Struktur entschlüsselt.

Sie fanden heraus, dass dieses Eiweißmolekül anders aussieht als alles, was bisher in den Proteinstrukturdatenbanken zu finden war. Das von den Amöben abgesonderte Zellgift (Acanthaporin) schlägt Lecks in fremde Zellhüllen, wenn es aus seinem inaktiven Zustand geweckt wird und sich anschließend zu einer Art Ringkanal (Pore) innerhalb der Außenmembran von menschlichen Nervenzellen oder Bakterien zusammenlagern kann.


Das Modell zeigt, wie sich das aktivierte Einzelmolekül Acanthaporin (goldene dreidimensionale Struktur) zu einem Sechser-Ring in der Zielzellmembran zusammenschließt, der zum Austritt von Zellinhaltstoffen und schließlich zum Zelltod führt. Die Farbgebung auf der Oberfläche des Proteinkomplexes zeigt die unterschiedliche Ladungsverteilung der so entstandenen Membranpore (Blau: positive Ladung; rot: negative Ladung; weiss: ungeladen; roter Ring: Porenöffnung).

Copyright: Uni Kiel, Bild: Matthias Michalek

Ihre Entdeckung veröffentlichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe (11.11.2012) der Fachzeitschrift Nature Chemical Biology.

Acanthamöben sind freilebende Einzeller, die im Boden und in Gewässern vorkommen und sich von anderen Mikroorganismen ernähren. Einige Vertreter dieser Gattung können gefährliche Krankheiten beim Menschen auslösen. Die Parasiten können das zentrale Nervensystem befallen und schließlich zum Tod führen. Solche tragischen Fälle sind – verglichen mit den weitaus bekannteren Tropenkrankheiten wie Malaria oder Amöbenruhr, die auch durch parasitische Einzeller ausgelöst werden – relativ selten und betreffen vornehmlich Patientinnen und Patienten mit geschwächtem Immunsystem. Zunehmende medizinische Bedeutung bekommen die Acanthamöben als Auslöser einer schmerzhaften Hornhautentzündung des Auges (Amöbenkeratitis), die vor allem Kontaktlinsenträgerinnen und -träger auftreten kann und in manchen Fällen zur Erblindung führt. Darüber hinaus tragen die Acanthamöben nicht selten auch andere Krankheitskeime wie etwa den Erreger der Legionärskrankheit in ihrem Inneren, weshalb sie auch schon als „Trojanische Pferde“ bezeichnet wurden.

Die aktuellen Forschungsergebnisse entstanden in enger Zusammenarbeit zweier Kieler Forschungsteams um Professor Matthias Leippe (Zoophysiologie, Zoologisches Institut der CAU) und Professor Joachim Grötzinger (Strukturbiologie, Biochemisches Institut der CAU) und wurden in weiten Teilen durch den damaligen gemeinsamen Doktoranden Matthias Michalek erhoben. Als sich das Projekt ausweitete, wurden die Akteure von Forscherinnen und Forschern aus Kiel und dem Forschungszentrum Borstel unterstützt, mit denen sie im Exzellenzcluster „Entzündung an Grenzflächen“ schon seit Jahren zusammenarbeiten. Daneben wurden auch Fachleute aus dem Ausland hinzugezogen.

„Für Grundlagenforscher wie uns ist es ausgesprochen erfüllend, wenn wir ein so interessantes Protein nicht nur entdecken, sondern am Ende auch noch sehen, wie es genau aussieht. So können wir mehr über seine Wirkungsweise erfahren. Wenn es wie in diesem Falle eine völlig neue Struktur darstellt, ist es natürlich umso schöner. So etwas passiert heutzutage kaum noch“, sagt der Initiator der Studie, Matthias Leippe, und ergänzt: „Das Prinzip, lösliche Proteine auszuschütten, die sich anschließend in die Zielzellmembranen einbauen und dort Poren ausbilden, also dem Gegner ein Loch ins Kleid zu machen, ist allerdings nicht neu. Wir finden es bei bakteriellen Krankheitserregern genauso wie bei unserem eigenen Abwehrsystem. Daher sprechen wir gerne von ‚ancient weapons’ – ursprünglichen Waffen, die sehr schnell und sehr effektiv wirken und sich in der Natur seit Jahrmillionen für Angriff und Verteidigung bewährt haben.“

Die Forschenden hoffen nun, dass durch die neuen Erkenntnisse die rätselhaften Umstände, die zu Gewebeschäden und zur Entstehung der durch die Acanthamöben ausgelösten Krankheiten führen, besser verstanden werden können.

Originalartikel:
“Structure and function of a unique pore-forming protein from a pathogenic acanthamoeba”; DOI:10.1038/NChemBio.1116
Kontakt:
Prof. Dr. Matthias Leippe
Zoologisches Institut der Universität Kiel
Tel. 0431/880-4196
E-Mail: mleippe@zoologie.uni-kiel.de
Prof. Dr. Joachim Grötzinger
Biochemisches Institut der Universität Kiel
Tel. 0431/880-1686
E-Mail: jgroetzinger@biochem.uni-kiel.de

Dr. Boris Pawlowski | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de
http://www.uni-kiel.de/aktuell/pm/2012/2012-327-killerprotein.shtml

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie sich Krebszellen gegen Chemotherapeutika „immun“ machen
24.08.2017 | Universität Witten/Herdecke

nachricht "Comammox"-Bakterien: Langsam, aber super-effizient
24.08.2017 | Universität Wien

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: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

US-Spitzenforschung aus erster Hand: Karl Deisseroth spricht beim Neurologiekongress in Leipzig

24.08.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Individuelle Gebäudehülle aus dem Drucker

24.08.2017 | Architektur Bauwesen

Wie sich Krebszellen gegen Chemotherapeutika „immun“ machen

24.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

"Comammox"-Bakterien: Langsam, aber super-effizient

24.08.2017 | Biowissenschaften Chemie