Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens     3M    n-tv
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

X-ray laser helps slay parasite that causes sleeping sickness

06.12.2012
An international team of scientists, using the world’s most powerful X-ray laser, has revealed the three dimensional structure of a key enzyme that enables the single-celled parasite that causes African trypanosomiasis (or sleeping sickness) in humans.

Anzeige

With the elucidation of the 3D structure of the cathepsin B enzyme, it will be possible to design new drugs to inhibit the parasite (Trypanosoma brucei) that causes sleeping sickness, leaving the infected human unharmed.

The research team, including several ASU scientists, is led by the German Electron Synchrotron (DESY) scientist Henry Chapman from the Center of Free-Electron Laser Science (CFEL), professor Christian Betzel from the University of Hamburg and Lars Redecke from the SIAS joint Junior Research Group at the Universities of Hamburg and Lübeck. They report their findings this week in Science.

"This is the first new biological structure solved with a free-electron laser," said Chapman of the development.

"These images of an enzyme, which is a drug target for sleeping sickness, are the first results from our new ‘diffract-then-destroy’ snapshot X-ray laser method to show new biological structures which have not been seen before,” explained John Spence, ASU Regents’ Professor of Physics. “The work was led by the DESY group and used the Linac Coherent Light Source at the U.S. Department of Energy’s SLAC National Accelerator Laboratory."

Transferred to its mammalian host by the bite of the tsetse fly, the effects of the parasite are almost always fatal if treatment is not received. The sleeping sickness parasite threatens more than 60 million people in sub-Saharan Africa and annually kills an estimated 30,000 people. Current drug treatments are not well tolerated, cause serious side effects and the parasites are becoming increasingly drug resistant.

“This paper is so exciting as it is based on nanocrystals grown by the groups at DESY in Hamburg and at the University of Lübeck inside living insect cells,” said Petra Fromme, a professor in ASU’s Department of Chemistry and Biochemistry. “This is the first novel structure determined by the new method of femtosecond crystallography. The structure may be of great importance for the development of new drugs to fight sleeping sickness, as it shows novel features of the structure of the CatB protein, a protease that is essential for the pathogenesis, including the structure of natural inhibitor peptide bound in the catalytic cleft of the enzyme.”

An additional difficulty includes the fact that the cathepsin B enzyme is also found in humans and all mammals. However the discovery of the enzyme’s 3D structure has enabled the researchers to pinpoint distinctive structural differences between the human and the parasite’s form of the enzyme. Subsequent drug targets can selectively block the parasite’s enzyme, leaving the patient’s intact.

In addition to Spence and Fromme, other ASU members of the team are Bruce Doak, professor of physics; Uwe Weierstall, research professor in physics; faculty research associates Raimund Fromme, Ingo Grotjohann and Tzu-Chiao Chao; Nadia Zatsepin, post-doctoral researcher, graduate students Christopher Kupitz (Biochemistry), D. Wang (Physics) and Mark Hunter and Richard Kirian who graduated with Ph.D.s from ASU in Chemistry and Physics respectively and now work on the femtosecond crystallography project at Lawrence Livermore National Laboratory and DESY.

The ASU group developed the sample delivery system, worked on the characterization of the crystals with dynamic light scattering and SONNIC and did the early development work on the new data analysis method. All ASU participants are members of the College of Liberal Arts & Sciences.

International team members in addition to those already mentioned include researchers from the Max Planck Institute, Heidelberg, University of Gothenburg, University of Tübingen and Lawrence Livermore National Laboratory.



Jenny Green, jenny.green@asu.edu
480-965-1430
Department of Chemistry and Biochemistry

Jenny Green | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.asu.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht DNA-Variante beeinflusst Diabetesrisiko und Behandlungserfolg
17.05.2013 | Deutsches Zentrum für Diabetesforschung

nachricht Aus zwei wird drei: In Deutschland kommt eine dritte Ringelnatter vor
17.05.2013 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

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: Magnetische Fingerabdrücke von supraflüssigem
Helium-3


Supraleitungssensoren der PTB ermöglichen hochempfindliche Messungen der magnetischen Kernresonanz dünner Helium-3-Schichten - aktuelle Veröffentlichung in Science

Tieftemperatur-Spezialisten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben mit ihren SQUIDs dazu beigetragen, dass die magnetischen Momente von Atomen des seltenen Isotopes 3He (Helium-3) extrem empfindlich gemessen werden konnten. Mithilfe dieser Sensoren wurden hochempfindliche Kernresonanzspektrometer entwickelt, die jetzt tiefe Einblicke in den Zustand der Materie bei extrem tiefen Temperaturen lieferten.

Konkret sperrte ...

Im Focus: Meeresspiegel: Ein Drittel seines Anstiegs kommt von schmelzenden Gebirgsgletschern


Gut 99 Prozent des gesamten Eises an Land ist in den riesigen Eisschilden der Antarktis und Grönlands gespeichert, nur knapp ein Prozent dagegen in Gletschern.

Die Schmelzwasser dieser Gletscher trugen im Zeitraum 2003 bis 2009 etwa genauso viel zum Anstieg des Meeresspiegels bei, wie die beiden Eisschilde: rund einen Drittel. Dies ist eines der Resultate einer internationalen Studie mit Beteiligung von UZH-Geographen.

Wieviel alle Gletscher zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen, wurde noch nie so genau ...

Im Focus: Mehr Bewegungsfreiheit: Ultraschallkopf ohne Kabel


Siemens hat das weltweit erste kabellose Ultraschallgerät vorgestellt. Der Schallkopf ist mit einer Hand gut bedienbar und überträgt das Ultraschallbild per Radiofrequenz auf den Bildschirm.

Das Fehlen der Kabel ist vor allem bei Operationen oder interventionellen Eingriffen von Vorteil, wo beispielsweise Nadeln mit Hilfe von Ultraschall visualisiert werden. Die Kabel am Schallkopf behindern die Person, die das Gerät bedient, und sie können trotz steriler Schutzhüllen ein Infektionsrisiko darstellen.

Das kabellose Acuson Freestyle arbeitet bis zu ...

Im Focus: Bahnbetrieb optimieren mit großem Touch-Display


Siemens will mit einem großen Touch-Display Bahnbetreibern helfen, Störungen besser zu bewältigen.

Das Display mit rund 1,50 Metern Diagonale veranschaulicht alle Daten und Fakten, um Entscheidungen treffen zu können. Herzstück der Lösung ist eine Software, die mit Hilfe mathematischer Optimierungsalgorithmen bisher entkoppelte Systeme wie Wartung oder Zugdisposition vernetzt.

Bisher reagieren einzelne Abteilungen von Bahnbetreibern weitgehend unabhängig auf Störfälle, weil sie über das ...

Im Focus: Neuer Weltrekord bei der Datenübertragung per Funk


Forschern des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF und des Karlsruher Instituts für Technologie KIT ist es gelungen, 40 Gbit/s bei 240 GHz und über eine Entfernung von einem Kilometer per Funk zu übertragen.

Mit ihrer jüngsten Demonstration haben sie einen neuen Weltrekord erzielt und knüpfen damit erstmals nahtlos an die Kapazität von Glasfaser an. Solche Richtfunkstrecken könnten zukünftig Lücken in der Versorgung mit Breitband-Internet schließen, indem die drahtlosen Links das Netz an schwer zugänglichen Stellen oder im ländlichen Raum ergänzen.

Digital, mobil 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

DNA-Variante beeinflusst Diabetesrisiko und Behandlungserfolg

17.05.2013 | Biowissenschaften Chemie

Aus zwei wird drei: In Deutschland kommt eine dritte Ringelnatter vor

17.05.2013 | Biowissenschaften Chemie

New method proposed for detecting gravitational waves from ends of universe

17.05.2013 | Physik Astronomie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Internationale Informatikkonferenz ICCS 2013

17.05.2013 | Veranstaltungsnachrichten

Herausforderungen des demografischen Wandels

17.05.2013 | Veranstaltungsnachrichten

Die 16 besten Nachwuchschemikerinnen und -chemiker Deutschlands treffen sich in Kiel

17.05.2013 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp