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 Der Evolutionsvorteil der Strandschnecke
28.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Mobile Goldfinger
28.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit