Strukturaufklärung und Wirkungsweise eines körpereigenen Antibiotikums - Dermcidin

 

 

  

Dermcidin DCD-1L, Stäbchenmodell, (c) Wikipedia, Autor Ayacop, Public Domain

 

 

Strukturaufklärung und Wirkungsweise eines körpereigenen Antibiotikums – Dermcidin

 

Dermcidine sind Peptide die durch menschliche Schweißdrüsen produziert werden. Eines dieser Peptide, das DCD-1L wird im Schweiß durch eine proteolytische Hydrolyse (enzymatische Hydrolyse durch Peptidasen) zu einer antimikrobiell wirksamen Substanz mit breitem Wirkungsspektrum gespalten. Einer internationale Forschergruppe aus Göttingen, Tübingen, Edinburgh und Strasbourg ist jetzt die Strukturaufklärung und die Wirkungsweise eines dieser natürlichen Antbiotika (AMPs, antimicrobielle Peptide) gelungen.

 

Anm.: Die AMPs durchlöchern die lebenswichtige Hüllmembran von Erregern, dadurch können sie sich nicht verändern, weshalb keine restistenten Erreger entstehen Dies allein ist schon ein wichtiger Grund, sich mit der Verbindungsklasse in Hinblick auf die Entwicklung neuer Generationen von Antibiotika zu beschäftigen, umsomehr als die AMPs auch Pilze und schwer therapierbare TBC-Bakterien, sowie multiresistente Formen wie z.B. Staphyloccos Aureus bekämpfen können.

 

Inzwischen sind etwa 1700 körpereigene AMPs bekannt, „doch um solche Wirkstoffe maßzuschneidern, müssen wir zunächst im Detail verstehen, wie körpereigene Antibiotika die Krankheitserreger erfolgreich mattsetzen. Obwohl bisher 1700 solcher Peptide entdeckt wurden, wissen wir nur sehr wenig über ihre Form und Funktion“, sagt Bert de Groot, Leiter der Forschungsgruppe „Computergestützte biomolekulare Dynamik“ am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen. Gemeinsam mit Kollegen aus Edinburgh (Großbritannien), Tübingen, Strasbourg (Frankreich) und Göttingen wurden jetzt erstmals atomare Details mit Röntgensstrukturanalyse und NMR (Kernmagnetische Resonanzspektroskopie) aufgeklärt und auch wodurch Dermcidin befähigt ist, gefährliche Erreger zu bekämpfen.

 

Es ist seit längerem bekannt, dass das aktive Dermcidin-Peptid, stabilisiert durch gleichfalls im Schweiß vorkommende Zink-Ionen, winzige Kanäle durch die Hüllmembran der Krankheitserreger bildet. Dadurch strömen Wasser und Ionen unkontrolliert durch die Hüllmembran, weshalb die Mikroorganismen langsam absterben. Das obengenannte Forscherteam fand heraus, dass diese Kanäle außerordentlich lang sind, wobei speziell die Göttinger Forscher durch Computersimulationen zeigen konnten, dass die Kanäle schief in der Hüllmembran angeordnet sind und dadurch Ionen auch seitwärts in die Kanäle eindringen können (Ulrich Zachariae, Chemiker, Göttingen). Daduch ist die von Claudia Steinem (Universität Göttingen) gemessene hohe Ionendurchlässigkeit erklärbar, weil mehrer Ionen durch die beschriebene Struktur der Kanäle gleichzeitig eindringen können. Die Ergebnisse von Claudia Steinem zeigen auch, dass Zinkionen unbedingt erforderlich sind, um funktionstüchtige Kanäle zu bilden. Als die Wissenschaftler die Wechselwirkung durch Mutation eines bestimmten Bausteins im Dermcidin verhinderten, konnten keine ionendurchlässige Kanäle mehr gebildet werden. Darauf beruhen letztlich auch die Vorstellungen zur Herstellung neuer Antibiotika.

 

(AR) 

(1.3.2013)

 

 

Quelle:  http://www.pnas.org/content/early/2013/02/19/1214739110

 

 

Pharmaka sind Wirkstoffe für therapeutische oder diagnostische Zwecke, allerdings gilt der von Paracelsus (1493-1541) geprägte Satz:

 

„Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei“.

 

Paracelsus machte sich bei seinen Vorlesungen in Basel oft unbeliebt weil er sie 1). auf deutsch hielt und 2). die vorherrschende Meinung der Humoralpathologie des Galen oft als Bücherweisheit medizinischer Gelehrter kritisierte.

 

 

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© Dr. Alfred Rhomberg