Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vom Pflanzenschädling zum Krebsmedikament

10.04.2008
Auf den Blättern von Pflanzen leben Bakterien, welche die ungewöhnliche Substanz Syringolin A bilden. Sie hat eine ähnliche Molekülstruktur wie der potente Antikrebs-Wirkstoff Glidobactin A

Wenn Pflanzen plötzlich braune Flecken bekommen, werden ihre Blätter häufig mit Bakterien der Gattung Pseudomonas syringae besiedelt. Wie diese Mikroben die Pflanzen schädigen, war bisher unbekannt. Markus Kaiser vom Chemical Genomics Centre der Max-Planck-Gesellschaft in Dortmund ist zusammen mit einem internationalen Team von Wissenschaftlern dieser Frage nachgegangen. Er und seine Kollegen haben dabei verblüffende Erkenntnisse gewonnen: Denn die Substanz, die diese Bakterien abgeben, Syringolin A, weist nicht nur eine ähnliche Struktur wie der potente Antikrebs-Wirkstoff Glidobactin A auf, sie wirkt auch so. (Nature, 10. April 2008)


Kristallstruktur von Syringolin A im Komplex mit dem 20S-Proteasom. Bild: Michael Groll/ TU München

Der von den Bakterien abgegebene Stoff Syringolin A ruft die braunen Flecken auf den Blättern hervor, indem er das pflanzliche Immunsystem zur Abwehr von Krankheitserregern beeinträchtigt. Doch wie funktioniert dies konkret? Mithilfe modernster Methoden wie der Röntgenstrukturanalyse konnten Max-Planck-Forscher sowie Wissenschaftler an der TU München, der Universität Zürich, der Universität Duisburg-Essen, der Universität Cardiff und US-amerikanischer Universitäten auf Hawaii und in Kalifornien zeigen, was genau auf zellulärer Ebene passiert: Syringolin A legt die Müllabfuhr in den Blattzellen lahm, indem es das 20S Proteasom der Pflanzen hemmt.

Das Proteasom ist einerseits eine Art "Entsorgungsanlage", die fehlerhafte Proteine in der Zelle abbaut. Andererseits spielt es eine wesentliche Rolle bei der Regulation zahlreicher Zellprozesse, die für das Überleben von höheren Organismen wie Pflanzen und Tieren unerlässlich sind. Durch die Hemmung des Proteasoms werden die Abwehrmechanismen der Pflanze teilweise unterdrückt, wodurch sich die Bakterien in der Pflanze ungehindert vermehren können. Für die Aufklärung der verschiedenen molekularen Komponenten dieses Entsorgungsmechanismus, der neben vielen anderen Prozessen auch essentiell für eine erfolgreiche Abwehr von Pathogenen ist, erhielten die israelischen Wissenschaftler Aaron Ciechanover, Avram Hershko und der US-Amerikaner Irwin Rose 2004 den Nobelpreis für Chemie.

... mehr zu:
»Krebsmedikament »Proteasom

Als die Max-Planck-Forscher den Pflanzenschadstoff Syringolin A genauer unter die Lupe nahmen, fiel ihnen auf, dass er eine ähnliche Molekülstruktur hat wie eine andere - ebenfalls von Mikroorganismen produzierte - Substanz namens Glidobactin A. Diese wiederum gilt seit den 80er-Jahren als potenter Antikrebswirkstoff, dessen Wirkungsmechanismus jedoch bislang unklar war. Dieser wichtige Befund brachte die Wissenschaftler auf die Spur, dass beide Verbindungen zu einer neuen Substanzklasse von potentiellen Krebsmedikamenten, den Syrbactinen, gehören. Denn anschließende Untersuchungen konnten zeigen, dass Syrbactine nicht nur die Abfallentsorgung von pflanzlichen Zellen hemmen, sondern auch die regulierte Abfallentsorgung menschlicher Zellen. "Unserem Forscherteam gelang nun der Nachweis, dass auch Glidobactin A ähnlich wie Syringolin A die Müllentsorgung in menschlichen Zellen behindert", so Markus Kaiser.

Durch Kristallstrukturanalyse des Komplexes mit dem Proteasom, dessen Molekülstruktur und -funktion von Michael Groll und Robert Huber am Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried vor mehr als zehn Jahren entschlüsselt worden war, konnte der molekulare Wirkmechanismus der Syrbactine aufgeklärt werden. Diese binden an das eigentliche "Herz" der zellulären Müllentsorgung, dem katalytischen Zentrum des 20S Proteasoms, wodurch dieses irreversibel ausgeschaltet wird. Und nicht nur das: "Diese Substanzen wirken offensichtlich besonders toxisch auf schnell wachsende Tumorzellen wie die des multiplen Myeloms und haben ein großes Potential als moderne Krebsmedikamente zum Einsatz zu kommen", meint Markus Kaiser.

Der Dortmunder Wissenschaftler beschäftigt sich nun in seinem Labor mit der Entwicklung und Herstellung neuer Wirkstoffe auf Basis der Syrbactine. Hierzu werden in der bestehenden Wissenschaftlerallianz zurzeit verschiedenste Verfahren zur chemischen Produktion dieser komplexen Verbindungen entwickelt. In einem nächsten Schritt sollen die Syrbactine in Krebs-Testsystemen wie zum Beispiel den Neuroblastoma-Tumor-Mausmodellen getestet werden.

Originalveröffentlichung:

Michael Groll, Barbara Schellenberg, Andre´ S. Bachmann, Crystal R. Archer, Robert Huber, Tracy K. Powell, Steven Lindow, Markus Kaiser & Robert Dudler
A plant pathogen virulence factor inhibits the eukaryotic proteasome by a novel mechanism

Nature, 10. April 2008

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Krebsmedikament Proteasom

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aus-Schalter für Nebenwirkungen
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Ein Fall von „Kiss and Tell“: Chromosomales Kissing wird fassbarer
22.06.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics