Geheimnis der ' Inaktive ' Defensin Gelöst : Abwehrmechanismus gegen Bakterien und der Pilze Deciphered

Unter Standardlaborbedingungen , dem menschlichen beta -Defensin 1 ( hBD - 1), einem humanen Antibiotikum natürlich im Körper produziert , hatte immer nur wenig Aktivität gegen Mikroben gezeigt . Dennoch produziert der menschliche Körper es in bemerkenswerten Mengen . Die Lösung des Rätsels war die Untersuchung Prozess selbst , als die Forschungsgruppe von Dr. Jan Wehkamp führte am Dr. Margarete Fischer- Bosch-Institut für Klinische Pharmakologie des Stuttgarter Robert -Bosch-Krankenhaus herausgefunden.

Bevor die Arbeitsgruppe nahm einen neuen Ansatz dieser Forschung wurden Defensine in der Regel in Gegenwart von Sauerstoff untersucht , obwohl nur wenig Sauerstoff vorhanden ist , zum Beispiel im menschlichen Darm . Ausgehend von der Erkenntnis, dass eine spezielle Antibiotika- aktivierendes Protein des menschlichen Körpers ist bei Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen vermindert , Morbus Crohn und Colitis ulcerosa , untersucht die Arbeitsgruppe , wie Defensine unter sauerstoffarmen Bedingungen zu handeln. Während ihrer Untersuchungen fanden die Wissenschaftler heraus, dass unter diesen Bedingungen hBD -1 entfaltet eine starke antibiotische Aktivität gegen Milchsäurebakterien und Hefe.

Weiterhin können die Forscher herausgefunden, dass ein anderes menschliches Protein , Thioredoxin , kann beta -Defensin 1 auch in Gegenwart von Sauerstoff aktiviert . Moritz Marcinowski und Professor Johannes Buchner von der Abteilung für Chemie an der Technischen Universität München , verwendet CD-Spektroskopie , um die Unterschiede zwischen dem gefalteten inaktiven und der entfalteten aktive Form des Proteins aufzuklären.

Überraschenderweise während fast alle Proteine ​​sind nur in ihrer gefalteten Form aktiv ist, im Fall der kleinen Defensin ist das Gegenteil wahr . Zur Aktivierung der Beta -Defensin 1 der Thioredoxin öffnet die drei Disulfidbrücken , die das Molekül zusammenhalten. Das Molekül dann öffnet sich in den aktiven Zustand . Mit diesem Mechanismus hat der Körper die Möglichkeit, das Defensin selektiv zu aktivieren .

Bisher ist die Ursache der entzündlichen Darmerkrankung ist unklar. Genetische wie auch Umweltfaktoren scheinen eine Rolle zu spielen, schließlich zu einer Schwächung der antimikrobiellen Barriere , die hauptsächlich von Defen vermittelte führt . Entsprechend der identifizierte Mechanismus könnte zur Entwicklung neuer Therapien beitragen, betroffenen Patienten zu behandeln.

Hinweise:

Die vorliegende Arbeit ist das Ergebnis einer Kooperation mit sechs teilnehmenden Zentren , durch Emmy-Noether- Nachwuchsgruppenleiter Dr. Jan Wehkamp geführt. Neben fünf Forscher aus Stuttgart ( Dr. Margarete Fischer -Bosch- Institut für Klinische Pharmakologie und der Robert-Bosch - Krankenhaus ( Björn Schroeder, Sabine Nuding , Julia Beisner , Eduard Stange und Jan Wehkamp ) der Abteilung für Dermatologie an der Universität Tübingen ( Martin Schaller ), dem Max-Planck- Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen (Sandra Groscurth ) , der Abteilung für Dermatologie an der Universität Kiel ( Wu Zhihong ) sowie die Abteilung für Chemie an der Technischen Universität München ( Moritz Marcinowski und Johannes Buchner ) beteiligt. die Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft ( Emmy Noether - Programm für den wissenschaftlichen Nachwuchs , Exzellenzcluster Center for Integrated Protein Science Munich ) und von der Robert- Bosch - Stiftung.

Originalveröffentlichung : Reduktion von Disulfidbrücken entlarvt starke antimikrobielle Aktivität des menschlichen β -Defensin 1 " , BO Schroeder, Z. Wu, S. Nuding , S. Groscurth , M. Marcinowski, J. Beisner , J. Buchner, M. Schaller, EF Stange, J. Wehkamp , Natur, DOI: 10.1038 / nature09674

Quelle:
Dr. Andreas Battenberg
Technische Universität München