Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

New agents to combat the plague

11.01.2012
The plague is believed to have been eradicated in Europe. But it continues to reappear in other parts of the world, such as Madagascar, the Congo, and Peru. Since the pathogens are becoming resistant to the usual antibiotics, new agents are urgently needed. Progress has now been made in this area.

Anzeige


A newly developed inhibitor (magenta) from the pyridone group binds to a vital enzyme of the plague pathogen. The cofactor of the enzyme, NADH, which contributes significantly to the effect of the inhibitor, is shown in blue.
Image: Maria Hirschbeck

A wonderful breakthrough for scientists from the universities of Würzburg and Stony Brook (USA): they have shed light on the binding and action mechanisms of two new inhibitors that attack the plague pathogen, the bacterium Yersinia pestis. In the current issue of the journal “Structure” they present both substances, which belong to the pyridone group.

The new inhibitors attach themselves to the bacterial enzyme FabV and impede it in its work. This enzyme performs the final step in the production of bacterial fatty acids. If it is blocked, the plague pathogen dies. This is because without fatty acids it cannot maintain its protective shell, the cell membrane.

“But the two substances do not inhibit the enzyme well enough yet,” says Professor Caroline Kisker of the Rudolf Virchow Center at the University of Würzburg. For that reason, these new inhibitors and their interactions with the enzyme now need to be analyzed further and improved.

Steps to improve the inhibitors

Structural biologist Kisker, her doctoral student Maria Hirschbeck, and postdoctoral fellow Jochen Kuper are collaborating on this with Würzburg chemists and pharmacists Professor Christoph Sotriffer and Steffen Wagner as well as with Peter Tonge of Stony Brook University. In their laboratories, these scientists are working not with pathogens of the plague, but with the isolated enzyme. They are crystallizing it as a compound with the inhibitors, rendering it into a state in which they can analyze how the inhibitors attach themselves to the enzyme right down to the molecular level.

Christoph Sotriffer, an expert in computer modeling of molecules, and his staff then examine the crystal structures and propose changes to the inhibitors that might make these even more effective. Finally, the modified inhibitors are synthesized and re-tested: test-tube experiments reveal whether they really are further weakening this enzyme that is so vital to the plague pathogen.

“This cycle will generally have to be repeated several times until, ideally, we end up with a highly active inhibitor,” says Caroline Kisker. However, whether the inhibitor will then also be suitable as medication is far from certain. Numerous other tests will be needed to determine that.

This research is contained within the Würzburg Collaborative Research Center 630 (Recognition, Preparation, and Functional Analysis of Agents against Infectious Diseases). The German Research Foundation (DFG) is funding the work.

Progression of an infection with the plague pathogen

The pathogens of the plague tend to live in rodents, particularly rats. They can be transferred to humans through bites from infected rat fleas. After one to seven days, the sufferer develops a high fever and shivering, among other things. These symptoms are joined by painful buboes, swellings of the lymph nodes that appear like lumps on the skin. In rare cases, the lumps rupture outwards, according to the Robert Koch Institute.

As the disease progresses, the pathogens may also attack internal organs, especially the lungs. It is then common for the sufferer to cough up blood. At this stage, the pathogens can also be transmitted from human to human in droplets of coughed-up fluid. Without treatment with antibiotics, this pneumonic plague, as it is known, almost always ends in death. With bubonic plague, on the other hand, there is a 50 percent chance of survival even without treatment. Generally speaking, if the plague is detected early, it can be treated successfully with antibiotics – provided that these are still effective.

Resistant plague pathogens discovered

In 2010, scientists from the Pasteur Institute in Paris found two plague pathogen strains that no longer respond to antibiotics. Both came from Madagascar. This island south-east of Africa is a hotspot for global outbreaks of the plague: in 2010, there were 313 recognized cases of the disease here, according to statistics from the World Health Organization (WHO). The second-highest incidence of infection was found in the Congo (152), followed by Peru with 27 cases.

“Structure of the Yersinia pestis FabV Enoyl-ACP Reductase and its Interaction with two 2-Pyridone Inhibitors”, Maria W. Hirschbeck, Jochen Kuper, Hao Lu, Nina Liu, Carla Neckles, Sonam Shah, Steffen Wagner, Christoph A. Sotriffer, Peter J. Tonge, and Caroline Kisker. Structure, Vol. 20, Issue 1, 89-100, 11 January 2012, DOI 10.1016/j.str.2011.07.019

Contact

Prof. Dr. Caroline Kisker, Institute of Structural Biology, Rudolf Virchow Center / DFG Research Center for Experimental Biomedicine, T +49 (0)931 31-80381, caroline.kisker@virchow.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | Quelle: Julius-Maximilians-Universität W
Weitere Informationen: www.virchow.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen
21.05.2012 | Universität Ulm

nachricht Hitting snooze on the molecular clock: Rabies evolves slower in hibernating bats
21.05.2012 | University of Georgia

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: Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen


Eine Forschungsgruppe der Universität Ulm hat einen neuartigen molekularen Schalter im Gehirn identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese im Gyrus dentatus spielt, der Unterregion im Hippocampus, in der lebenslang Nervenzellen aus neuralen Stammzellen gebildet werden.

„Unsere Untersuchungen beschreiben erstmals einen neuen und letztlich unerwarteten Signalweg bei der Regulation der Neurogenese im Hippocampus“, sagt Professor Stefan Britsch, Direktor des Instituts für Molekulare und Zelluläre Anatomie, der die Arbeit dieser Tage gemeinsam mit Dr. Ruth Simon im international renommierten Fachblatt EMBO-Journal veröffentlicht. An dem von der Deutschen ...

Im Focus: Angriffswerkzeug der Bakterien hochaufgelöst in 3D


Pest, Bakterienruhr und Cholera haben eines gemeinsam: Sie werden von Bakterien ausgelöst, die ihren Wirt mit einem ausgeklügelten Injektionsapparat infizieren.

Über nadelartige Strukturen spritzen sie molekulare Wirkstoffe in ihre Wirtszellen und überlisten so deren Immunabwehr. Forscher vom Göttinger Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie haben in Zusammenarbeit mit Kollegen am Berliner MPI für Infektionsbiologie und der University of Washington in Seattle (USA) jetzt die Struktur einer solchen Nadel im atomaren Detail ...

Im Focus: Benzinalternative Wasserstoff: Geesthachter Wissenschaftler erforschen Bor im Tank


Mit rund 2,3 Millionen Euro finanziert die Europäische Technologieinitiative „Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking“ (FCH JU) die Entwicklung neuer Wasserstoff-Feststoffspeicher auf Basis von Borhydriden. Diese Verbindungen nehmen besonders viel Wasserstoff auf, die Tanks bleiben dadurch kompakt. Koordiniert wird das Projekt „Bor4Store“ vom Institut für Werkstoffforschung im Helmholtz-Zentrum Geesthacht.

Bei Preisen um 1,70 Euro pro Liter Treibstoff und den hohen Preisen für Heizöl sehnt sich so mancher Autofahrer, Hausbesitzer oder Mieter nach günstigen Alternativen. So viel ist sicher: Benzin und Heizöl werden zukünftig nicht billiger — auch weil unsere Erdölreserven knapper werden. Wissenschaft und Industrie setzen als eine mögliche ...

Im Focus: "Ei am Stiel“: Seidenproteine der Florfliege erstmals biotechnologisch hergestellt


Einem Bayreuther Forschungsteam gelingt die biomimetische Herstellung von Eierstielen – mit weitreichenden Anwendungsperspektiven für die Industrie

Was am seidenen Faden hängt, ist vor Feinden sicher. Nach diesem Prinzip schützen die Florfliegen ihren Nachwuchs, wenn sie ihre Eier an selbst produzierten, hochgradig belastbaren Seidenfäden herabhängen lassen. Diese Eierstiele künstlich nachzubauen, ist jetzt erstmals einem Team um Prof. Dr. Thomas Scheibel und Dipl.-Biol. Felix Bauer an der Universität ...

Im Focus: FH Düsseldorf untersucht Methankonzentration am Leck der havarierten ELGIN-Bohrinsel in der Nordsee


Das Labor für Umweltmesstechnik der Fachhochschule Düsseldorf unter der Leitung von Prof. Dr. Konradin Weber hat zusammen mit der Dürener Firma TIB Infrared Solutions einen ausgedehnten Forschungsflug zur ELGIN-Gasbohrinsel in der Nordsee zwischen Schottland und Norwegen unternommen.

Bei der Bohrinsel war am 25. März 2012 ein Gasleck entstanden, bei dem große Mengen von Methan-Gas austraten. Aufgrund einer befürchteten Explosionsgefahr wurde daraufhin eine drei Meilen umfassende Sperrzone rings um die Bohrinsel errichtet.

Wegen der Dringlichkeit durch mögliche Umweltgefährdungen erhielten die Düsseldorfer Wissenschaftler eine Einfluggenehmigung für die Sperrzone und ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

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

Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen

21.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

AUTOMATICA 2012 eröffnet mit Hallenzuwachs

21.05.2012 | Messenachrichten

University of Nevada, Reno, scientists design indoor navigation system for blind

21.05.2012 | Informationstechnologie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Faktor Mensch in der Automobil-Produktion

21.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

TU9-Universitäten bei der 64. NAFSA-Konferenz 2012 in Houston, Texas (USA)

21.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Deutscher Ärztetag tagt in Nürnberg

21.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp