Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Behandlungsansatz bei Tuberkulose

30.05.2006
Wissenschaftler entschlüsseln Struktur eines zentralen Tuberkuloseproteins

Die Tuberkulose ist bis heute eine der tödlichsten Gefahren für die globale Gesundheit. Jahr für Jahr fordert diese vom Mikroorganismus Mycobacterium tuberculosis verursachte Krankheit zwei Millionen Todesopfer. Etwa ein Drittel der Weltbevölkerung ist infiziert, und immer mehr Stämme des Bakteriums entwickeln eine Resistenz gegen vorhandene Medikamente. Forscher der Außenstelle des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL) in Hamburg und des Max Planck Instituts für Infektionsbiologie (MPIIB) in Berlin haben nun die Struktur eines Proteins entschlüsselt, welches das Überleben des Bakteriums in menschlichen Zellen sichert. Das Strukturbild des Moleküls zeigt mögliche Ansatzpunkte für neue Antibiotika auf. Diese Forschungsergebnisse werden in der aktuellen Online-Ausgabe der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS, 103 (23)) veröffentlicht.

Gefährlich ist M. tuberculosis, weil es sich in den Immunzellen des menschlichen Körpers versteckt hält und dort überdauert. „Sein Überleben wird durch die Aktivität von Schlüsselmolekülen gesichert“, erläutert der Leiter von EMBL Hamburg, Matthias Wilmanns. „Wir untersuchen daher die Funktionen von Tuberkuloseproteinen und bestimmen ihre atomaren Strukturen, um mögliche Schwachstellen und neue Hemmstoffe zu finden.“

Eines der lebenswichtigen Proteine des Organismus ist LipB – lebenswichtig, weil es Zellmaschinerien aktiviert, die dem Bakterium als Stoffwechselmotoren dienen. Die Forschungsabteilung von Stefan Kaufmann, Direktor am MPIIB, hat sich auf die Biologie der Infektion mit M. tuberculosis und dessen Überlebensstrategien in Immunzellen spezialisiert. Dabei kamen die Forscher einer erhöhten Aktivität von LipB in akut infizierten Zellen auf die Spur, insbesondere bei Patienten, die mit Formen des Bakteriums infiziert waren, die bereits gegen zahlreiche Wirkstoffe eine Resistenz entwickelt hatten.

... mehr zu:
»Bakterium »LipB »Protein »Tuberkulose

„In diesen Zellen beobachten wir eine im Vergleich zu anderen Zellen 70-fach erhöhte Produktion von LipB – ein deutlicher Hinweis darauf, dass das Protein an der Pathogenese beteiligt ist“, erklärt Kaufmann „Dadurch wird es zu einem besonders interessanten Angriffspunkt, wo traditionelle Wirkstoffe keine Wirkung mehr zeigen.“

Ein Strukturbild des Proteins – eine Art technisches Diagramm seines Bauplans – gab wichtige Hinweise auf seine Wirkungsmechanismen. Forscher Qingjun Ma aus Wilmanns’ Team hat LipB gereinigt und kristallisiert. An den hochenergetischen Synchrotronstrahlungsquellen des EMBL in Hamburg auf dem Gelände des Deutschen Elektronensynchrotrons (DESY) stellte er eine atomare Karte der Struktur des Proteins her: Die Funktion des Enzyms ließ sich durch ein hoch aufgelöstes Bild des aktiven Bereichs von LipB, gebunden an einen Lipid-Hemmer, bestimmen (s. Abb.). In Zusammenarbeit mit der Zentralen Einrichtung Proteomik am EMBL Heidelberg und Forschern der University of Illinois in den USA entdeckte die Forschungsgruppe aus Hamburg, wie LipB spezifische Fettsäuren an andere Proteine bindet.

„LipB liefert uns einen viel versprechenden Angriffspunkt für Medikamente“, erläutert Wilmanns, „weil es einem lebenswichtigen Signalweg angehört. Im Unterschied zu anderen Lebewesen verfügt M. tuberculosis über keinerlei Ausweichmechanismen, die die Rolle von LipB übernehmen könnten. Ein Inhibitor, der den aktiven Bereich des Bakteriums blockiert, würde daher zentrale Prozesse lahm legen, ohne die das Bakterium nicht überleben oder sich vermehren könnte – eine sehr effektive Strategie für einen Wirkstoff.“

Die Wissenschaftler wollen nun nach Substanzen suchen, die diese Rolle übernehmen können. Parallel setzen sie ihre Suche nach weiteren potenziellen Zielproteinen für Medikamente fort. So konzentrieren sich Wilmanns und seine Kollegen an verschiedenen anderen Forschungseinrichtungen in ihrer Arbeit auf die Strukturen von Molekülen, die M. tuberculosis im Ruhestadium halten und als mögliche Angriffspunkte für Arzneimittel in Frage kommen.

In den letzten drei Jahren hat EMBL als Koordinator eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten „M.-tuberculosis-Strukturproteomik“-Konsortiums hoch aufgelöste Bilder von über 30 Proteinen hergestellt. „Im Kampf gegen zahlreiche andere Krankheiten hat sich die auf Strukturbildern basierende Arzneimittelforschung als großer Erfolg erwiesen. Diese Instrumente wenden wir nun auf die Tuberkulose an, eine der verheerendsten Infektionskrankheiten der Menschheit“, schließt Wilmanns.

Anna-Lynn Wegener | EMBL
Weitere Informationen:
http://www.embl.de

Weitere Berichte zu: Bakterium LipB Protein Tuberkulose

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Entstanden Nervenzellen, um mit Mikroben zu sprechen?
10.07.2020 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Forscher der Universität Bayreuth entdecken außergewöhnliche Regeneration von Nervenzellen
09.07.2020 | Universität Bayreuth

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: Elektrische Spannung aus Elektronenspin – Batterie der Zukunft?

Forschern der Technischen Universität Ilmenau ist es gelungen, sich den Eigendrehimpuls von Elektronen – den sogenannten Elektronenspin, kurz: Spin – zunutze zu machen, um elektrische Spannung zu erzeugen. Noch sind die gemessenen Spannungen winzig klein, doch hoffen die Wissenschaftler, auf der Basis ihrer Arbeiten hochleistungsfähige Batterien der Zukunft möglich zu machen. Die Forschungsarbeiten des Teams um Prof. Christian Cierpka und Prof. Jörg Schumacher vom Institut für Thermo- und Fluiddynamik wurden soeben im renommierten Journal Physical Review Applied veröffentlicht.

Laptop- und Handyspeicher der neuesten Generation nutzen Erkenntnisse eines der jüngsten Forschungsgebiete der Nanoelektronik: der Spintronik. Die heutige...

Im Focus: Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

Verlustfreie Stromleitung bei Raumtemperatur? Ein Material, das diese Eigenschaft aufweist, also bei Raumtemperatur supraleitend ist, könnte die Energieversorgung revolutionieren. Wissenschaftlern vom Exzellenzcluster „CUI: Advanced Imaging of Matter“ an der Universität Hamburg ist es nun erstmals gelungen, starke Hinweise auf Suprafluidität in einer zweidimensionalen Gaswolke zu beobachten. Sie berichten im renommierten Magazin „Science“ über ihre Experimente, in denen zentrale Aspekte der Supraleitung in einem Modellsystem untersucht werden können.

Es gibt Dinge, die eigentlich nicht passieren sollten. So kann z. B. Wasser nicht durch die Glaswand von einem Glas in ein anderes fließen. Erstaunlicherweise...

Im Focus: The spin state story: Observation of the quantum spin liquid state in novel material

New insight into the spin behavior in an exotic state of matter puts us closer to next-generation spintronic devices

Aside from the deep understanding of the natural world that quantum physics theory offers, scientists worldwide are working tirelessly to bring forth a...

Im Focus: Im Takt der Atome: Göttinger Physiker nutzen Schwingungen von Atomen zur Kontrolle eines Phasenübergangs

Chemische Reaktionen mit kurzen Lichtblitzen filmen und steuern – dieses Ziel liegt dem Forschungsfeld der „Femtochemie“ zugrunde. Mit Hilfe mehrerer aufeinanderfolgender Laserpulse sollen dabei atomare Bindungen punktgenau angeregt und nach Wunsch aufgespalten werden. Bisher konnte dies für ausgewählte Moleküle realisiert werden. Forschern der Universität Göttingen und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen ist es nun gelungen, dieses Prinzip auf einen Festkörper zu übertragen und dessen Kristallstruktur an der Oberfläche zu kontrollieren. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature erschienen.

Das Team um Jan Gerrit Horstmann und Prof. Dr. Claus Ropers bedampfte hierfür einen Silizium-Kristall mit einer hauchdünnen Lage Indium und kühlte den Kristall...

Im Focus: Neue Methode führt zehnmal schneller zum Corona-Testergebnis

Forschende der Universität Bielefeld stellen beschleunigtes Verfahren vor

Einen Test auf SARS-CoV-2 durchzuführen und auszuwerten dauert aktuell mehr als zwei Stunden – und so kann ein Labor pro Tag nur eine sehr begrenzte Zahl von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Intensiv- und Notfallmedizin: „Virtueller DIVI-Kongress ist ein Novum für 6.000 Teilnehmer“

08.07.2020 | Veranstaltungen

Größte nationale Tagung für Nuklearmedizin

07.07.2020 | Veranstaltungen

Corona-Apps gegen COVID-19: Nationalakademie Leopoldina veranstaltet internationales virtuelles Podiumsgespräch

07.07.2020 | Veranstaltungen

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

Erster Test für neues Roboter-Umweltmonitoring-System der TU Bergakademie Freiberg

10.07.2020 | Informationstechnologie

Binnenschifffahrt soll revolutioniert werden: Erst ferngesteuert, dann selbstfahrend

10.07.2020 | Verkehr Logistik

Robuste Hochleistungs-Datenspeicher durch magnetische Anisotropie

10.07.2020 | Informationstechnologie

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