Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Proteine im Flug analysieren: Neues Massenspektrometer für RUB-Forscher

03.01.2012
Technische Verstärkung für die Suche nach innovativen Antibiotika

Mit modernster Technik gehen RUB-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Suche nach innovativen Antibiotika an. Hierzu installierten sie ein Massenspektrometer, mit dem sie die Wirkmechanismen neuer Substanzen auf Proteinebene untersuchen.

„Die heute vorhandenen Antibiotika werden unter Umständen in fünf bis zehn Jahren aufgrund von Resistenzen nicht mehr wirksam sein“, sagt Jun. Prof. Dr. Julia Bandow (Nachwuchsgruppe für Mikrobielle Antibiotikaforschung). „Von der Entdeckung bis zur Zulassung eines solchen Medikaments vergehen etwa zehn bis fünfzehn Jahre. Wir müssen die Forschung also jetzt anstoßen.“ Die Biologin beantragte das rund 800.000 Euro teure Großgerät gemeinsam mit Prof. Dr. Nils Metzler-Nolte (Gruppe Bioanorganische Chemie). Es wurde vom Land NRW finanziert. Land und EU fördern das seit Oktober 2010 laufende Projekt „Innovative Antibiotika aus NRW“ außerdem mit vier Mio. Euro für drei Jahre.

Wie Bakterien auf Antibiotika reagieren

Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und von den Universitäten in Bonn und Düsseldorf erforscht das RUB-Team, wie neue Antibiotika wirken und ob sie für menschliche Zellen unschädlich sind. Die Medikamente stören bestimmte Stoffwechselvorgänge in Bakterien. „Greift ein Antibiotikum zum Beispiel in die Fettsäureproduktion ein, versuchen die Bakterien dem entgegenzuwirken“, erklärt Bandow. „Sie stellen dann mehr Enzyme her, die für die Fettsäureproduktion verantwortlich sind.“

Alte und neue Wirkmechanismen

Die RUB-Biologen testen, welche Proteine Bakterien mit und ohne Antibiotikabehandlung produzieren. Oft sind nach der Medikamentengabe die Proteine von genau den Stoffwechselprozessen vermehrt zu finden, in die das Antibiotikum eingreift. So gibt die Reaktion der Bakterien wichtige Einblicke in die Wirkweise der Substanzen. Art und Menge der gebildeten Proteine untersuchen die Wissenschaftler mit der Massenspektrometrie. Die gefundenen Proteinprofile vergleichen sie mit denen, die durch bereits bekannte Antibiotika ausgelöst werden. Ein neues Profil zeigt dabei einen neuen Wirkmechanismus an. „In diesem Projekt sind wir hauptsächlich auf der Suche nach Substanzen mit völlig neuen Wirkmechanismen“, sagt Bandow. „Aber auch Substanzen, die genauso wirken wie klinisch bereits genutzte Antibiotika, können sehr interessant sein – nämlich wenn es gegen sie keine Resistenzen gibt.“

Mit Massenspektrometrie Proteine identifizieren

Etwa 2000 verschiedene Proteine gibt es in einer Bakterienzelle. Für die Analyse spalten die Wissenschaftler sie in jeweils 20 bis 70 Bruchstücke (Peptide). Das ist nötig, da es wesentlich schwerer ist, ganze Proteine mit dem Massenspektrometer zu untersuchen. Im ersten Schritt bestimmt das Gerät die Masse jedes Peptids und kann so unterschiedliche Peptide auseinanderhalten. Anhand der räumlichen Struktur kann es sogar zwei Moleküle mit identischen Massen voneinander trennen. Denn stark geknäuelte Peptide fliegen in einem bestimmten Abschnitt des Massenspektrometers (Ionenmobilitätszelle) schneller durch ein verdichtetes Gas als wenig geknäuelte. Diese neue Funktion ist erst seit wenigen Monaten verfügbar. Im zweiten Schritt fragmentiert das Gerät jedes Peptid in kürzere Peptide und einzelne Aminosäuren und ermittelt aufgrund ihrer Masse die genaue Aminosäuresequenz. Diese vergleicht eine Software dann mit der Gendatenbank des untersuchten Bakteriums. So kann sie ermitteln, aus welchen Proteinen die entschlüsselten Peptide stammen.

Weitere Informationen

Jun. Prof. Dr. Julia Bandow, Nachwuchsgruppe Mikrobielle Antibiotikaforschung, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel.: 0234/32-23102

Julia.Bandow@rub.de

Angeklickt

Mikrobielle Antibiotikaforschung an der RUB
http://www.ruhr-uni-bochum.de/ngbandow/
Projekt-Webseite „Innovative Antibiotika aus NRW“
http://www.ruhr-uni-bochum.de/ina/index.html
Frühere Presseinformation zum Projekt
http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2010/msg00094.htm
Redaktion
Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

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....

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

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften