De Onderzoekers veroorzaken uiterst nauwkeurige en gedetailleerde beelden van „giftige injecties“

Published on February 25, 2014 at 7:54 AM · No Comments

De Bacteriën hebben vele verschillende manieren ontwikkeld om hun giftige lading te smokkelen tot cellen. De Driezijdige Tc toxinecomplexen, die door bacteriën zoals pestis en de insectziekteverwekker Photorhabdus van Yersinia van de plaagziekteverwekker luminescens worden gebruikt, zijn bijzonder ongebruikelijk. Stefan Raunser van het Max Planck Institute van Moleculaire Fysiologie in Dortmund en zijn collega's van de Universiteit van Freiburg hebben uiterst nauwkeurige en gedetailleerde beelden van deze „giftige injecties“ veroorzaakt; zij openbaren van waar de moleculecomplexen de energie nemen om het celmembraan te doordringen. Deze proteïnen hebben potentiële toepassingen in geneeskunde en konden, bijvoorbeeld, selectief drugs in kankercellen deponeren.

Photorhabdus luminescens leeft in symbiose met roofzuchtige rondwormen. De bacterie wacht in de darm van de worm op het om een insect aan te vallen - op welk punt de bacterie in spel komt, die Tc toxinecomplexen vrijgeven die snel het insect doden. De rondworm en de bacterie toen levend samen in het aas, alvorens op hun volgende slachtoffer zich te bewegen.

„Omhoog tot nu toe, kenden wij veel over de structuur van Tc complexen niet,“ zegt Stefan Raunser. „Allen wij hadden was een ruw overzicht. Nu hebben wij beelden die ons zelfs toestaan om individuele atomen te onderscheiden!“ Met de hulp van de cryomicroscopy kristallografie en het elektron van de Röntgenstraal konden de onderzoekers gedetailleerde beelden veroorzaken. „Er is waarschijnlijk geen andere structuur van een eiwitkanaal waarin u de proteïne in het kanaal kunt eigenlijk zien,“ zegt Raunser.

De Tc complexen worden samengesteld uit het drie subeenhedenTCL, TcB en TcC. Het TCL vormt het kanaal dat het celmembraan zoals een injectie doordringt en het giftige enzym in de cel deponeert. Waar de energie voor dit uit komt, echter, was eerder onbekend.

Het „TCL heeft een eiwitketting die uit 48 aminozuren wordt samengesteld en dit wordt uitgerekt als een elastiekje of de lente,“ zegt Raunser. Als de band of de lentecontracten, energie wordt vrijgegeven die het kanaal door het membraan duwt. Dit mechanisme is wat de Tc complexen behalve alle andere bekende pore-forming injectieproteïnen, zoals die met difterie en bloedzweerbacteriën plaatst.

De subeenheid van het TCL is bovendien de oorzaak van het binden van het complex aan de gastheercel; met deze bedoeling, kan het van 20 receptor-bindende domeinen helpen. „Wij geloven dat vier van deze domeinen altijd één receptor omringen, daardoor verklaart het verhogen van de sterkte van de band,“ Raunser.

Deze receptor-bindende domeinen kunnen gemakkelijk met andere domeinen worden verwijderd of worden vervangen. „Dit betekent dat de Tc complexen aan specifieke cellen kunnen worden geleid, bijvoorbeeld kankercellen of andere cellen in het lichaam.“ Zodra zij deze cellen hebben bereikt, kunnen de Tc complexen hen met therapeutisch efficiënte molecules inspuiten. Konden de pathogene Tc van het Insect complexen ook als pesticiden in de landbouwindustrie worden gebruikt.

Bron: Maximum-Planck-Gesellschaft

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | Nederlands | Русский | Svenska | Polski