Zur Invasionsstrategie von Bakterien

Das Waffenarsenal, mit dem pathogene Bakterien ihrem Opfer zu Leibe rücken können, ist riesig. Effizient und unentbehrlich ist dabei ihre Fähigkeit, sich an die Oberflächenproteine der Wirtszelle zu heften.

Gesundheit

Die hierfür zuständigen Moleküle heißen Adhäsine, zu denen, wie vor kurzem entdeckt wurde, auch die TAA-Familie (trimeres Autotransporter-Adhäsin) gehört, die in gramnegativen Bakterien wie Escherichia coli und anderen Darmmikroben zu finden ist. Die molekulare Organisation bzw. Bauplan der TAA ist zwar erstaunlich einfach: ein Kopf und ein Stiel, deren Bausteine nach Bedarf variiert und wiederholt werden können, jedoch können sie sich damit ausgezeichnet an den Wirtsrezeptor anpassen. Ziel des gerade abgeschlossenen Projekts TRIMBAT (Trimeric Bacterial Autotransporters) war die detaillierte Beschreibung struktureller und biochemischer Eigenschaften der TAA-Familie. Voraussetzung für eine erfolgreiche Invasion sind eine sichere Ankerstelle und eine Adhäsionsplattform, sodass primär deren Herstellung und Aufbau geklärt werden muss, um später Medikamente und Impfstoffe entwickeln zu können. Die Forscher von TRIMBAT wählten eine Basis aus, die das Protein YadA enthält, sowie vier verschiedene Stiellängen. Entsprechend dem modularen Aufbau der Invasionsplattform wählten sie anschließend verschiedene Köpfe aus, darunter das so genannte Cherry-tag und Maltose-bindende Protein (MBP). Den Forschern gelang es, hybride TAA für In-vivo-Untersuchungen der beteiligten Mechanismen und Strukturen zu entwickeln und zu exprimieren. Bei der MBP-Herstellung wurde die Proteinfaltungsrate reduziert, sodass die Domäne für den YadA-Kopf im extrazellulären Raum der Bakterie größer als gewöhnlich war, was strukturelle Untersuchungen erleichterte. Sind die TAA-Strukturen erst hinreichend erforscht, können auf dieser Basis entsprechend konfigurierte Wirk- und Impfstoffe entwickelt werden, die die Adhäsion an die Wirtszelle verhindern und damit den ersten Schritt der bakteriellen Besiedlung stoppen. Alternativ könnten synthetische hocheffiziente Adhäsine hergestellt werden, gegebenenfalls zur Verankerung nützlicher Bakterien.

Trimeric Bacterial Autotransporters

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