Posted in: Chemie, Medizin 18. Oktober 2006 19:00 Weiter lesen →

Grammatik schlägt Keime

Konzepte aus der Sprachwissenschaft können vielleicht im Kampf gegen hartnäckige Bakterien helfen. Amerikanische Chemiker haben sich bei der Herstellung antimikrobieller Eiweiße von der „Grammatik“ natürlicher Pendants leiten lassen. Das Resultat sind Wirkstoffe, die die Erreger von Milzbrand und Krankenhausinfektionen in die Schranken weisen.

Antimikrobielle Peptide sind im Tierreich weit verbreitet und kommen beispielsweise in der Froschhaut und im menschlichen Schweiß vor. Es handelt es sich um kurze Ketten von Aminosäuren, die sich in die Außenmembranen von Bakterien einlagern und sie regelrecht durchlöchern. Dieser Wirkmechanismus erschwere die Entwicklung von Resistenzen, schreiben die Forscher um Gregory Stephanopoulos vom Massachusetts Institute of Technology im Magazin „Nature“. Und wenn es bei breiter Anwendung künstlicher Varianten doch zu einer solchen Entwicklung komme, könnten die natürlichen Vorbilder weiterhin wirksam sein.

Bereits früher war aufgefallen, dass antimikrobielle Peptide einer Art Grammatik zu gehorchen scheinen: So, wie im Deutschen auf einen Artikel meist ein Substantiv oder Adjektiv folgt, wird in den Peptiden eine bestimmte Aminosäure meist von bestimmten anderen Aminosäuren gefolgt. Stephanopoulos nutzten nun eine Datenbank mit 526 antimikrobiellen Peptiden, um aus deren Sequenzen Hunderte solcher grammatikalischer Regeln abzuleiten. Diese nutzten sie wiederum, um einige neue antimikrobielle Peptide zu entwickeln.

Tatsächlich hemmten 18 von 40 solcher Moleküle das Wachstum des Milzbranderregers Bacillus anthracis, des Wundkeims Staphylococcus aureus und von Escherichia coli bereits in relativ geringen Konzentrationen, berichten die Forscher. Ganz anders dagegen solche Peptide, die die gleichen Aminosäuren enthielten, dies jedoch in einer Reihenfolge, die keiner der gefundenen Regeln entsprach: Lediglich zwei dieser „antigrammatischen“ Peptide zeigten antibakterielle Wirkung.

Forschung: Christopher Loose, Kyle Jensen, Isidore Rigoutsos und Gregory Stephanopoulos, Department of Chemical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Harvard-MIT Health Sciences und Agrivida, Cambridge, Massachusetts, und IBM Research Division, Yorktown Heights, New York

Veröffentlichung Nature, Vol. 443, 19. Oktober 2006, pp 867-9, DOI 10.1038/nature05233

WWW:
Bioinformatics and Metabolic Engineering Laboratory, MIT
Antimicrobial Peptides
Antibiotika der Zukunft? (PDF)
Bacterial Architecture

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