Struktur und Funktion der Proteine

Der Schlüssel zu neuen Angriffspunkten gegen Krankheitserreger steckt im Detail, genauer: in Proteinen, über die die Krankheitserreger mit ihren Wirten in Kontakt treten oder die sie für lebenswichtige Stoffwechselprozesse benötigen. Die Wirkungsweise dieser Eiweißstoffe lässt sich verstehen, wenn man ihre dreidimensionale Struktur kennt. Unsere Wissenschaftler setzen hierfür moderne Techniken wie die Röntgenstrukturanalyse, Kernresonanzspektroskopie (NMR) und Massenspektrometrie ein.

Unsere Forschung

Unsere Wissenschaftler untersuchen Proteine aus mikrobiellen Krankheitserregern und versuchen zu verstehen, welche Aufgabe sie haben und wie sie im Detail funktionieren. Die Erreger unterlaufen gezielt die Prozesse der Wirtszelle und inhibieren Zellmechanismen, um Zellfunktionen umzuprogrammieren und das Immunsystem zu täuschen oder zu schwächen. Auf diese Weise schaffen sie es, in die Wirtszelle einzudringen, in bestimmten Nischen zu überleben oder sich im Wirt auszubreiten.

Als wichtigstes Modellsystem dient unseren Wissenschaftlern das Bakterium Pseudomonas aeruginosa, das als Krankenhauskeim zu trauriger Berühmtheit gelangt ist. Es löst zahlreiche Infektionen im Krankenhausalltag aus und ist zudem für die geringe Lebenserwartung von Mukoviszidosepatienten verantwortlich.

Wichtig für die Pathogenität von P. aeruginosa sind Phenazine. Das sind stickstoffhaltige aromatische Verbindungen, die von vielen bakteriellen Mikroorganismen hergestellt und teilweise in großen Mengen in die Umgebung abgegeben werden. Aufgrund ihrer Redoxaktivität können Phenazine Sauerstoff zu reaktiven Sauerstoffspezies reduzieren, die für viele Organismen toxisch sind.

Es hat sich gezeigt, dass Pyocyanin – das Phenazin in P. aeruginosa - für das Überleben des Bakteriums wichtig ist. Daher ist der Phenazinstoffwechsel ein attraktives Angriffsziel für neue Medikamente. Unsere Wissenschaftler untersuchen auf molekularer Ebene die Wirkungs-, Regulations- und Steuerungsmechanismen, die hinter diesem zentralen Molekül stehen.

Denn kennen die Forscher die Strukturen der Proteine, die an diesen Prozessen beteiligt sind, können sie Rückschlüsse auf ihre Funktion ziehen – und so nach Molekülen suchen, die diese Schnittstelle belegen und damit die Funktion der Bakterien selbst oder deren molekulare Wechselwirkungen mit dem Wirt stören.

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    Länge 06:15