Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Antibiotikum aus Pferdemist-Pilz

07.11.2014

Forschende des Instituts für Mikrobiologie der ETH Zürich haben in einem Pilz, der auf Pferdedung wächst, ein neues Protein entdeckt, das antibiotisch wirkt. Nun loten die Forschenden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten aus.

Mikrobiologen und Molekularbiologen der ETH Zürich und der Universität Bonn haben in Pilzen einen neuen Wirkstoff entdeckt, der Bakterien abtötet. Der Copsin genannte Stoff hat somit dieselbe Wirkung wie klassische Antibiotika, allerdings gehört er einer anderen biochemischen Stoffklasse an: Copsin ist ein Protein, während die klassischen Antibiotika organische Verbindungen, jedoch keine Proteine sind.


Die Wissenschaftler isolierten den neuen Wirkstoff aus dem Struppigen Mist-Tintling, der bei uns im Pferdedung wächst. (Bild: Andreas Gminder / mushroomobserver.org / CC BY-NC-SA 3)

Entdeckt haben die Forschenden unter der Leitung von Markus Aebi, Professor für Mykologie, den Wirkstoff im Struppigen Mist-Tintling (Coprinopsis cinerea), einem Pilz, der auf Pferdedung wächst und auch hierzulande vorkommt.

Die Wissenschaftler interessierten sich zu Beginn der Forschungsarbeit dafür, wie dieser Pilz und verschiedene Bakterien einander im Wachstum beeinflussten. Dazu kultivierten sie den Pilz im Labor gemeinsam mit verschiedenen Bakterienarten.

Es zeigte sich, dass der Tintling in der Lage ist, einige Arten abzutöten. In weiterer Forschung konnten die Wissenschaftler aufzeigen, dass das vom Pilz produzierte Copsin für diese antibiotische Wirkung verantwortlich ist.

Copsin gehört zu den sogenannten Defensinen. Das sind kleine Proteine, welche viele Lebewesen zur Abwehr von krankmachenden Mikroorganismen herstellen. Auch der menschliche Körper stellt zum Schutz vor Infektionen Defensine her. Man konnte sie beispielsweise auf der Haut oder in Schleimhäuten nachweisen.

Frage der Grundlagenforschung

Für Aebi stand bei dieser Forschungsarbeit nicht so sehr eine Anwendung des neuen Wirkstoffs im Vordergrund. «Ob Copsin dereinst als Antibiotikum in der Medizin eingesetzt wird, wird sich zeigen. Das ist keineswegs sicher, aber auch nicht ausgeschlossen», sagt er.

Spannend findet der ETH-Professor vielmehr grundsätzliche Fragen. So setzen Pilze seit Millionen von Jahren erfolgreich Defensine und andere natürliche antibiotische Stoffe zur Abwehr von Bakterien ein. Warum funktioniert das bei Pilzen, während die Menschheit zwar seit 70 Jahren in der Medizin ebenfalls Antibiotika einsetzt, viele davon wegen Resistenzen jedoch bereits unbrauchbar sind?

«Pilze haben eine interne Gebrauchsanleitung, wie man diese Stoffe einsetzen muss, ohne dass resistente Bakterien selektioniert werden. Diese Anleitung zu entschlüsseln, ist eine spannende Frage der Grundlagenforschung», so Aebi.

Extrem stabiles Protein

Andreas Essig, Postdoc in Aebis Gruppe und Erstautor der Studie, lotet derzeit mögliche Anwendungen von Copsin aus, das die ETH zum Patent angemeldet hat. Dazu bewogen hat Essig die biochemischen Eigenschaften des Wirkstoffs. «Copsin ist ein aussergewöhnlich stabiles Protein», sagt Essig.

In der Regel sind Proteine anfällig auf proteinabbauende Enzyme und hohe Temperaturen. Copsin ist eine Ausnahme: Es bleibt auch stabil, wenn es während mehreren Stunden auf 100 Grad Celsius erhitzt oder proteinabbauenden Enzymen ausgesetzt wird. Die Wissenschaftler vermuten, dass das Protein diese Eigenschaften besitzt, weil es eine sehr kompakte dreidimensionale Struktur hat, wie sie mittels NMR-Spektroskopie herausgefunden haben.

Auch die genaue Wirkungsweise konnten die ETH-Forschenden entschlüsseln. So fanden sie heraus, dass sich Copsin an Lipid II, ein Baustoff für die Zellwand von Bakterien, heften kann. «Das Zusammensetzen der Zellwand ist die Achillesferse von Bakterien», sagt Essig. Heftet sich Copsin an Lipid II, sterben Bakterien ab, weil sie keine neue Zellhülle mehr bilden können.

Neben einer Anwendung als Antibiotikum in der Medizin wäre auch eine im Lebensmittelbereich denkbar. Copsin tötet nämlich unter anderem Listerien ab. Das sind Bakterien, die schwere Lebensmittelvergiftungen verursachen können und daher besonders bei der Herstellung von nicht erhitzten tierischen Lebensmitteln wie Rohmilchkäse oder getrocknetem Fleisch gefürchtet sind.

Literaturhinweis

Essig A, Hofmann D, Münch D, Gayathri S, Künzler M, Kallio PT, Sahl HG, Wider G, Schneider T, Aebi M: Copsin, a novel peptide-based fungal antibiotic interfering with the peptidoglycan synthesis. Journal of Biological Chemistry, Online-Publikation vom 23. Oktober 2014, doi: 10.1074/jbc.M114.599878 [http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M114.599878]


Weitere Informationen:

https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2014/11/neues-antibiotikum-aus-pferdemist-pilz.html

News und Medienstelle | ETH Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

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: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten