Forscher entdecken neuen bakteriellen Giftstoff

21. Oktober 2013, 20:10
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Deutsches Forschungsteam klärt zweifachen molekularen Mechanismus des Toxins PaTox auf

Freiburg/Wien - Ein Forschungsteam mehrerer deutscher Arbeitsgruppen hat den Giftstoff des Bakteriums Photorhabdus asymbiotica gefunden und dessen molekularen Mechanismus aufgeklärt. In der Fachzeitschrift "Nature Structural and Molecular Biology" beschreiben die Forscher und Forscherinnen um Klaus Aktories und Thomas Jank von der Universität Freiburg das Toxin PaTox.

Die Aufklärung des Mechanismus von PaTox sei von entscheidender Bedeutung für das Verständnis einer ganzen Toxinfamilie und lege die Grundlage, um therapeutische Strategien gegen die Bakterien entwickeln zu können, die das Toxin produzieren, so die Forschergruppe in einer Aussendung.

Hintergrund

Photorhabdus-Bakterien leben in millimetergroßen Würmern, die Insekten befallen. Die Bakterien töten diese Insekten, welche den Würmern sowie Bakterien als Nahrungsquelle dienen. Beim Menschen können die bakteriellen Giftstoffe Hautentzündungen und Geschwüre verursachen, wie frühere Untersuchungen in Australien und den USA gezeigt haben.

Zwei Mechanismen

Das Forschungsteam konnte die Wirkungsweise des Toxins beobachten und entschlüsseln: Der Giftstoff PaTox sorgt dafür, dass in der Wirtszelle ein Zucker auf Eiweißstoffe übertragen wird, die Signalschalter darstellen. Das Anheften des Zuckerrestes erfolgt an der Aminosäure Tyrosin - dadurch wird der Schalter auf "Aus" gestellt und die Vorgänge in der Zelle, die das Zellskelett regulieren, gestört. Als Folge sterben die Zelle und schlussendlich das Insekt. 

Für die Forscherinnen und Forscher war der Befund unerwartet, dass der Signalschalter der Zelle zunächst eingeschaltet sein muss, damit der Giftstoff überhaupt wirken kann - und das bakterielle Toxin dafür über einen zweiten Mechanismus verfügt. Dieser führt dazu, dass die Aminosäure Glutamin in Glutaminsäure umgewandelt wird und so zelluläre Signaleiweiße aktiviert werden. (red, derStandard.at, 21.10.2013)

  • Das Toxin PaTox kann bei Menschen Hautentzündungen und Geschwüre hervorrufen; auf Insekten (im Bild die Larve der Großen Wachsmotte) wirkt es tödlich.
    bild: thomas jank/universität freiburg

    Das Toxin PaTox kann bei Menschen Hautentzündungen und Geschwüre hervorrufen; auf Insekten (im Bild die Larve der Großen Wachsmotte) wirkt es tödlich.

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