Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Toxin tötet mit doppeltem Mechanismus

21.10.2013
Freiburger Forscher entdecken einen neuen bakteriellen Giftstoff und klären dessen Struktur und Wirkungsweise auf

Photorhabdus-Bakterien leben in Würmen, die Insekten befallen. Die Bakterien töten die Insekten, und die Insekten dienen den Würmern sowie Bakterien als Nahrungsquelle. Untersuchungen in Australien und den USA haben gezeigt, dass diese Bakterien auch bei Menschen Hautentzündungen und Geschwüre verursachen.


Wirkung des bakteriellen Giftstoffes PaTox auf die Larve der Großen Wachsmotte (Galleria mellonella) und die Kristallstruktur des wirksamen Teils des Toxins.

Quelle: Thomas Jank - Universität Freiburg

Verantwortlich für die Wirkung sind bakterielle Giftstoffe, so genannte Toxine. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Dr. Klaus Aktories vom Pharmakologischen und Toxikologischen Institut der Universität Freiburg und BIOSS Centre for Biological Signalling Studies und Dr. Thomas Jank vom Pharmakologischen und Toxikologischen Institut der Universität Freiburg hat das neue Toxin „PaTox“ gefunden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben dessen molekularen Mechanismus aufgeklärt. Die Studie wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Structural and Molecular Biology“ veröffentlicht.

Die Arbeit entstand in Zusammenarbeit mit den Freiburger Arbeitsgruppen um Prof. Dr. Carola Hunte, BIOSS Centre for Biological Signalling Studies und Institut für Biochemie und Molekularbiologie der Albert-Ludwigs-Universität, Prof. Dr. Bettina Warscheid, BIOSS Centre for Biological Signalling Studies und Institut für Biologie II, sowie Prof. Dr. Hans Robert Kalbitzer, Institut für Biophysik und Physikalische Biochemie der Universität Regensburg. Das Team entschlüsselte die Struktur der toxischen Einheit von PaTox. Das Besondere an dem Mechanismus:

Der Giftstoff sorgt dafür, dass in der Wirtszelle ein Zucker auf Eiweißstoffe übertragen wird, die Signalschalter darstellen. Das Anheften des Zuckerrestes erfolgt an der Aminosäure Tyrosin. Die Wissenschaftler konnten diese Reaktion erstmals beobachten. Indem sich der Zucker an die Aminosäure heftet, wird der Schalter auf „Aus“ gestellt. Vorgänge in der Zelle, die das Zellskelett regulieren, sind gestört. Die Folge: Zelle und Insekt sterben. Unerwartet war für die Forscherinnen und Forscher der Befund, dass der Signalschalter der Zelle zunächst eingeschaltet sein muss, damit der Giftstoff überhaupt wirken kann. Erstaunlicherweise schaltet PaTox den Schalter offenbar selbst ein. Dafür ist ein zweiter Mechanismus des bakteriellen Toxins notwendig. Dieser führt dazu, dass die Aminosäure Glutamin in Glutaminsäure umgewandelt wird und so zelluläre Signaleiweiße aktiviert werden.

Ähnliche Giftstoffe haben die Forscher auch in Bakterien gefunden, die bei Fischen, Pflanzen und Menschen Krankheiten auslösen. Die Aufklärung des molekularen Mechanismus von PaTox ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis einer ganzen Toxinfamilie und legt die Grundlage, um therapeutische Strategien gegen die Bakterien entwickeln zu können, die das Toxin produzieren.

Originalpublikation:
Thomas Jank, Xenia Bogdanoviæ, Christophe Wirth, Erik Haaf, Michael Spoerner, Kira E. Böhmer, Marcus Steinemann, Joachim H. C. Orth, Hans Robert Kalbitzer, Bettina Warscheid, Carola Hunte und Klaus Aktories, „A bacterial toxin that catalyzes tyrosine glycosylation of Rho and deamidation of Gq/Gi proteins”. Nature Structural and Molecular Biology. 2013.
Kontakt:
Prof. Dr. Dr. Klaus Aktories
Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5301
E-Mail: klaus.aktories@pharmakol.uni-freiburg.de
Dr. Thomas Jank
Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203- 5308
E-Mail: thomas.jank@pharmakol.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de
http://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2013/pm.2013-10-21.277-en?set_language=en

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer
22.08.2017 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Virus mit Eierschale
22.08.2017 | 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: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen