Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Kanal von unerwarteter Bedeutung

10.08.2012
Freiburger Forschungsteam entschlüsselt ein wichtiges Stoffwechselprodukt in Bakterien
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Susana Andrade und Prof. Dr. Oliver Einsle, Institut für Organische Chemie und Biochemie und Mitglieder des Exzellenzcluster BIOSS, des Zentrums für Biologische Signalstudien der Universität Freiburg, haben erstmals präzise Daten über die Funktion eines Transportproteins für Formiat erhalten - einem wichtigen Stoffwechselprodukt in Bakterien. Die Erkenntnisse können dabei helfen, neue antibiotische Wirkstoffe zu entwickeln, wie das Team im Fachmagazin „PNAS“ berichtet.

Die mikrobielle Darmflora von Säugetieren setzt sich aus verschiedenen Mikroorganismen und Bakterienarten zusammen. Der menschliche Darm beherbergt einige hundert Gramm von Mikroorganismen, die insbesondere bei der Verarbeitung aufgenommener Nahrung essentiell sind. In einer Umgebung, die reich an Nährstoffen und Kohlenhydraten, aber arm an Sauerstoff ist, haben viele Bakterienarten eine besondere Form des Stoffwechsels entwickelt: die gemischte Säuregärung. Sie verarbeiten dabei Zucker, der über die Nahrung in den Darm gelangt, zu organischen Säuren wie Ameisensäue, Essigsäure und Milchsäure, die ausgeschieden werden. Die Bakterien gewinnen dadurch Energie, säuern ihre Umgebung aber deutlich an. Das nutzt nicht nur der Versorgung von guten Darmbakterien, sondern auch den pathogenen, also krankheitserregenden, Arten wie Cholerabakterien und Salmonellen. Im Körper des Menschen fehlt die gemischte Säuregärung. Deshalb bieten die molekularen Bestandteile dieses Prozesses bei Bakterien eine Grundlage, um neue antibiotische Wirkstoffe gegen die pathogenen Arten zu entwickeln.
Formiat ist eine zentrale Proteinkomponente in der gemischten Säuregärung. Darmbakterien besitzen mit dem Formiatkanal FocA ein spezielles Transportprotein, welches Formiat, das negativ geladene Ion der Ameisensäure, über die Zellmembran der Bakterien transportiert. Um mehr über die Funktion von FocA zu erfahren, baute Andrade dieses Protein in eine künstliche biologische Membran ein, an der die elektrischen Ströme von Ionen gemessen werden, die durch den Formiatkanal fließen. Neben präzisen Daten über das Transportverhalten von FocA konnte das Team genaue Informationen über den Schließmechanismus des Kanals erhalten: Bei zu niedrigem pH-Wert der Umgebung verhindert er, dass sich Bakterien durch weitere Ausfuhr von Säuren selbst schaden. Zudem kamen die Freiburger Wissenschaftler zu dem Ergebnis, dass FocA noch mehr verschiedene Anionen transportieren kann: die Ionen der Essigsäure, Milchsäure und Brenztraubensäure – exakt die Produkte der gemischten Säuregärung. Das Verhalten des Kanals für die jeweiligen Verbindungen entspricht den Mengenverhältnissen, in denen diese beim Abbau von Zucker gebildet werden. Der Kanal FocA hat damit für diesen Prozess eine weitaus zentralere Bedeutung als bislang angenommen wurde. Das dürfte ihn zu einer idealen Grundlage möglicher therapeutischer Maßnahmen bei Erkrankungen des menschlichen Darmtrakts machen.

Originalveröffentlichung:
Wei Lü, Juan Du, Nikola J. Schwarzer, Elke Gerbig-Smentek, Oliver Einsle & Susana L.A. Andrade (2012) The formate channel FocA exports the products of mixed-acid fermentation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI:10.1073/pnas.1204201109

Kontakt:
Prof. Dr. Susana Andrade
Institut für Organische Chemie und Biochemie, Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-8719
E-Mail: andrade@bio.chemie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | Uni Freiburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen
20.07.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten
20.07.2018 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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