München – Weltweit trägt etwa jeder zweite Mensch das Bakterium Helicobacter pylori (H. pylori) in seinem Magen. Gastritis und Geschwüre in Magen und Zwölffingerdarm sind die häufigsten Krankheiten, die mit dem Keim in Verbindung gebracht werden. Zudem steht er im Verdacht Magenkrebs auszulösen.

Zur medikamentösen Therapie zählt eine Kombination aus zwei Antibiotika und einem Protonenpumpen-Hemmer. Doch nur in 70 Prozent der Fälle wirkt die Behandlung. Ein weiteres Problem: Das Bakterium entwickelt zunehmend Resistenzen gegen die Medikamente.

Forscher der Technischen Universität Münschen fanden nun heraus, dass H. pylori ein spezielles Enzym für die Synthese von Vitamin K2 nutzt. Dieses Enzym, auch 5‘-Methylthioadenosin Nucleosidase (MTAN) genannt, könnte ein vielversprechender Kandidat zur Entwicklung eines Medikaments sein, das spezifisch nur gegen H. pylori wirkt, ohne dabei nützliche Bakterien oder gar menschliche Zellen zu schädigen.

Strukturaufklärung mit Neutronen

Das Enzym MTAN ist an einem wichtigen Syntheseschritt für das Vitamin K2 beteiligt. Über Wasserstoffbrückenbindungen wird dabei eine Vorstufe des Vitamins gebunden, um eine Seitengruppe abzutrennen. Die hierfür wichtigen Positionen und Positionswechsel der Wasserstoffatome waren bislang aber nicht zweifelsfrei bekannt.

Die übliche Methode zur Strukturaufklärung von Enzymen, die Kristallstrukturanalyse mit Röntgenstrahlen, hilft hier nur wenig, da Röntgenstrahlung für Wasserstoff-Atome nahezu blind ist. Die Forscher nutzten daher Neutronen zur Strukturaufklärung. Sie sind für Wasserstoff-Atome besonders empfindlich.

Die Wissenschafter untersuchten nun verschiedene Zustände des Enzyms und konnten so ein genaues Bild seiner Wirkweise ermitteln. "Da wir nun den genauen Ablauf der Reaktion und die beteiligten Bindungsstellen des Enzyms kennen, ist es nun möglich Moleküle zu entwickeln, die genau diesen Ablauf blockieren", sagt der Biologe Andreas Ostermann von der Technischen Universität München. (red, 20.12.2016)