Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Medikament gegen Malaria verbessern

06.06.2014

Freiburger Strukturbiologen erklären auf molekularer Ebene, wie das Mittel Atovaquon gegen den Erreger der Krankheit wirkt

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Carola Hunte hat die Bindung des Antimalariamittels Atovaquon an sein Zielprotein beschrieben, indem sie die dreidimensionale Struktur des Protein-Wirkstoff-Komplexes mit dem Verfahren der Röntgenkristallographie bestimmt hat.


Wirkstoffmolekül in der Tasche: Die Darstellung zeigt, wie Atovaquon an sein Zielprotein bindet.

Grafik: Dominic Birth, Carola Hunte

Der Kombinationswirkstoff Atovaquon-Proguanil ist Bestandteil des Medikaments Malarone®, das weltweit zur Prophylaxe und Behandlung von Malaria eingesetzt wird. Die Daten und die aus ihnen gewonnenen Erkenntnisse zur Wirkungsweise von Atovaquon können künftig dazu dienen, Medikamente gegen die Tropenkrankheit zu verbessern.

Hunte forscht mit ihrem Team am Institut für Biochemie und Molekularbiologie der Medizinischen Fakultät und am Exzellenzcluster BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universität Freiburg. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Malaria ist eine der weltweit gefährlichsten Tropenkrankheiten. Anopheles-Mücken, die mit Plasmodien – einer einzelligen Parasitenart – infiziert sind, übertragen die Krankheit durch ihren Stich. Atovaquon blockiert ein Protein der Atmungskette in den Mitochondrien, den Zellkraftwerken der Plasmodien, wodurch die Parasiten absterben.

Immer häufiger jedoch sind Stämme der Erreger aufgrund von Mutationen gegen den Wirkstoff resistent. Die Freiburger Wissenschaftler schufen nun die Basis, um mit verbesserten Medikamenten auf Resistenzen zu reagieren, indem sie den exakten Bindungsmodus von Atovaquon an das Zielprotein aufdeckten. Für ihre Analysen verwendeten sie den mitochondrialen Komplex aus Zellen der Bäckerhefe, der dem parasitären Komplex stark ähnelt.

Das Zielprotein von Atovaquon ist das dritte von vier Enzymen der Atmungskette im Mitochondrium. Mit seinen Aminosäurefäden bildet es eine dreidimensionale Tasche, in die das Wirkstoffmolekül mit seiner Form exakt hineinpasst, indem es an vielen Stellen an die Aminosäuren anbindet.

Diese Interaktionen sind entscheidend für die Wirkung, die Atovaquon in Plasmodien hervorruft und letztlich zum Absterben der Erreger führt. Mit einer Proteinsequenzanalyse zeigten die Forscherinnen und Forscher, dass ein Großteil dieser Andockstellen bei Plasmodien, der Bäckerhefe und in menschlichen Zellen gleich aufgebaut ist.

Im offenen Bereich der Bindungstasche geht Atovaquon einige Bindungen ein, die für Plasmodien spezifisch sind. Außerdem werden bei der Strukturanalyse die molekularen Ursachen von Resistenzen deutlich: Der Wirkstoff kann aufgrund von Mutationen, die den Aufbau des Zielproteins verändern, nicht wie vorgesehen andocken – er passt nicht mehr genau in die Tasche.

Die Daten liefern wichtige Grundlagen, um Antimalaria-Medikamente zu verbessern. Durch strukturbasiertes Wirkstoffdesign könnten Wissenschaftler die molekulare Struktur von Atovaquon gezielt verändern, sodass der Wirkstoff erforderliche Bindungen eingeht – und der Krankheitserreger nicht länger gegen ihn resistent ist.

Kontakt:
Prof. Dr. Carola Hunte
Institut für Biochemie und Molekularbiologie / BIOSS Centre for Biological Signalling Studies
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5279
E-Mail: carola.hunte@biochemie.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2014/pm.2014-06-05.49-en?set_language=en

Rudolf-Werner Dreier | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie