Bakterien: Tarnkappe entschlüsselt
Bakterien können sich oft gut vor unserem Immunsystem verstecken und Antibiotikaresistenzen nehmen zu. Forschende sind daher auf der Suche nach neuen Wirkstoffen, um die Krankheitserreger außer gefecht zu setzen. Häufig schützen sich die Bakterien durch eine Schutzschicht aus Zuckermolekülen, die sogenannte Kapsel. Diese schützt sie nicht nur vor Umwelteinflüssen wie Trockenheit, sondern auch vor dem Immunsystem. Ein wichtiger Faktor ist der Wza-Wzc-Komplex, ein Transportkanal, durch den Zuckermoleküle von innen nach außen gelangen.
Aktive Akteure identifiziert
Entdeckt haben die Forschenden des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung den Kanal durch die Kryoelektronenmikroskopie. Sie konnten ihn nicht nur dreidimensional sichtbar machen, sondern auch zeigen, wie der Kanal gebaut wird und welche Moleküle aktiv am Transport der Zuckermoleküle teilnehmen. Wza-Wzc war bereits vorher bekannt als Akteur in der Herstellung der Bakterienkapsel gramnegativer Bakterien, doch die Kryoelektronenmikroskopie ermöglichte die reale Darstellung des Kanals. Daraufhin konnten die Forschenden Untersuchungen durchführen, wofür sie das Bakterium Escherichia coli K-12 wählten, einen nicht pathogenen Laborstamm des Darmbakteriums E. coli.
Bakterielle Strickliesl
„Wir fanden heraus, dass das Protein Wzc, [...] ausgelöst durch einen biochemischen Prozess eine Art Suchbewegung ausführt. Es streckt einen molekularen Arm aus und tritt auf diese Weise mit dem ebenfalls aus acht Einheiten bestehenden Protein Wza, das sich innerhalb der darüberliegenden äußeren Membran befindet, in Kontakt“, beschreibt Dr. Biao Yuan, Wissenschaftler in der Forschungsgruppe. „Sie bilden daraufhin einen durchgängigen Transportkanal, über den die Zuckermoleküle mit Hilfe eines weiteren Proteins, der Wzy Polymerase, vom Zellinneren des Bakteriums nach außen gelangen, wo sie die Kapsel ausbilden.“ Da die Zuckermoleküle miteinander verstrickt werden, verglichen die Forschenden den Prozess mit einer Strickliesl.
Aufgrund der neuen Erkenntnisse erhoffen sich die Forschenden, neue Zielstrukturen für Wirkstoffe entdecken zu können, mit denen die Bildung der Kapsel gehemmt werden kann. Damit würde die Schutzschicht wegfallen. Das Immunsystem hätte ein leichteres Spiel, die darunterliegenden Strukturen des Bakteriums anzugreifen. In weiteren Studien möchte das Forschungsteam den Wza-Wzc-Kanal sowie seine molekularen Funktionspartner weiter untersuchen, um mögliche Zielstrukturen zu identifizieren.
Quelle: idw
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