Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Schleife macht den Unterschied

02.10.2012
Wissenschaftler aus Marburg und Stuttgart haben herausgefunden, wie sich krankmachende Pilze in den Schleimhäuten ihrer Wirte einnisten – und wie sie die Oberflächen medizinischer Geräte verpesten.
Die Forscher veränderten die Struktur von Proteinen, die dafür verantwortlich sind, dass sich die Pilzzellen am Wirtsgewebe anheften; minimale Veränderungen reichen aus, um die Bindungspartner zu wechseln, berichten die Forscher um Professor Dr. Lars-Oliver Essen und Professor Dr. Hans-Ulrich Mösch in der Wissenschaftszeitschrift PNAS. Die Autoren hoffen, dass ihre Ergebnisse zu neuen Medikamenten führen, mit denen sich die Einnistung der Pilze verhindern lässt.

„Unsere Untersuchungen decken auf, welche Strukturen darüber entscheiden, wo sich die Oberflächenproteine der Pilze anheften und wo nicht“, erklärt der Biochemiker Lars-Oliver Essen vom Biomedizinischen Forschungszentrum der Philipps-Universität, der als Seniorautor der Studie firmiert. Pilzinfektionen sind eine häufige Krankheitsursache und beruhen auf dem Vermögen der Einzeller, sich an Schleimhäute und Epithelien ihrer Wirte anzuheften.

Röntgenkristallstruktur von EPA1-Adhesin (links) und die Bindungstasche für Oberflächenmerkmale des Wirtes (rechts). Bezeichnet sind die Schleifen L1, L2, L3, CBL1 und CBL2 (orangerot, hellblau), die an der Anheftung an die Zuckerstrukturen des Wirtes (gelbe und blaue Ringe) beteiligt sind.

(Abbildung: Philipps-Universität / AG Essen)

Der Hefepilz Candida glabrata befällt den Urogenitaltrakt und die Blutbahn von Patienten, deren Immunsystem geschwächt ist; für die Betroffenen kann eine Infektion zum Tode führen. „Herkömmliche Medikamente gegen Pilze haben sich als wirkungslos erwiesen, so dass die Wirkstoff-Forschung fieberhaft nach Alternativen sucht“, erläutert Mitverfasser Hans-Ulrich Mösch vom Institut für Genetik der Philipps-Universität.

Der Mikroorganismus kann vermutlich deshalb so schnell neue Wirtsgewebe besiedeln, weil sich seine Anheftungsproteine besonders effektiv an neue Umweltanforderungen anpassen – so bildet Candida beispielsweise Biofilme auf Harnkathetern. Anheftungsproteine gelten daher als bevorzugte Ziele für neue Therapieansätze, um den Pilz zu bekämpfen. Die meisten dieser so genannten EPA-Proteine (Epitheliale Adhäsine) sind jedoch chemisch und biologisch nur unzureichend charakterisiert.

Damit sich Candida in die Schleimhaut einnisten kann, interagieren die Anheftungsproteine des Pilzes mit ganz bestimmten Zuckermolekülen wie Laktose oder Galaktose, die auf der Oberfläche von Wirtsepithelien oder Schleimhäuten verankert sind. Die Stuttgarter Koautoren um Dr. Steffen Rupp vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB untersuchten dies mit Hilfe von Schleimhautmodellen direkt im Reagenzglas.

Wie die Proteinstruktur im Detail aussieht, analysierten die Marburger Wissenschaftler und ihre Kollegen am Beispiel des Adhäsins EPA1. Für die Wahl des richtigen Bindungspartners sind drei schleifenförmige Abschnitte des Proteins verantwortlich, die eine Tasche bilden, in die das Zuckermolekül genau passt – kleinste Abweichungen in der Schleifenstruktur bewirken, dass andere Zuckermoleküle gebunden werden.

Die Forscher präsentieren Varianten von EPA1, die an ähnlichen Stellen binden wie die nah verwandten Proteine EPA2, EPA3 und EPA6. „Aufgrund unserer Befunde könnten einmal Wirkstoffe entwickelt werden, die gegen Pilzbefall helfen, indem sie eine Anheftung an die Schleimhaut verhindern“, hoffen die Autoren.

Die Arbeit der Wissenschaftler wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft sowie im Rahmen des Zentrums für Synthetische Mikrobiologie der hessischen Landesexzellenzinitiative „LOEWE“ finanziell gefördert.

Online-Vorabveröffentlichung: Manuel Maestre-Reyna & al.: Structural basis for promiscuity and specificity during Candida glabrata invasion of host epithelia, Proc. Natl. Acad. Sc. USA Early Online Edition (2012), DOI:10.1073/pnas.1207653109,

URL: http://www.eurekalert.org/pio/pnas.php

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Hans-Ulrich Mösch,
Fachgebiet Molekulare Genetik
Tel.: 06421 28-23013, -23497 (Arbeitsgruppe)
E-Mail: moesch@staff.uni-marburg.de

Johannes Scholten | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält
22.05.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus
22.05.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: 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...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie