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Characterization of a major family of cell wall proteins of Clostridium difficile – the sortase family

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Forschung an neuen bakteriellen Zielstrukturen

Die Charakterisierung der bakteriellen Zellwand ist wichtig, um die Virulenz von Bakterien zu erforschen und potenzielle therapeutische Zielstrukturen zu finden. In diesem Zusammenhang entdeckten europäische Wissenschaftler, wie eine neue Gruppe von Enzymen dazu beitragen könnte, die Infektionsgefahr zu senken.

Gesundheit

Clostridium difficile ist ein Bakterium, das nicht nur als Krankenhauskeim berüchtigt ist, sondern auch in öffentlichen Einrichtungen übertragen wird. Zu Infektionen kommt es vor allem, wenn die gesunde Darmflora nach einer Antibiotikabehandlung aus dem Gleichgewicht gerät. Wie bei den meisten bakteriellen Pathogenen sorgen die Oberflächenproteine von C. difficile dafür, dass es sich an die Endothelzellen des Wirts anheften und dort interagieren kann. Diese Oberflächenproteine werden an der Bakterienzellwand oder Peptidoglycanschicht durch die katalytische Aktivität von Sortaseenzymen verankert. Da diese Enzymgruppe auch eine Schlüsselrolle bei anderen Erregern wie Staphylococcus aureus spielt, sollte das EU-finanzierte Projekt DIFFISORT nun deren Rolle bei der Pathogenität von C. difficile genauer untersuchen. Mit bioinformatischen Methoden identifizierte man ein Gen, das möglicherweise für das Sortaseenzym kodiert, sowie mögliche Substrate im Genom von C. difficile. Um diese Rolle genauer zu beschreiben, wurde eine transgene Linie generiert, die bakterielle Sortase konditionell exprimiert, welche dann auch in der Zellmembran lokalisiert wurde. Mehrere Sortasesubstrate wurden identifiziert, die entweder sezerniert oder so modifiziert wurden, dass eine Translokation an die Bakterienoberfläche stattfand. Diese Regulierung durch Proteasen ist eine einzigartige Eigenschaft von C. difficile, die einen eher komplexen Prozess der Verankerung von Sortasesubstraten an der Zellwand nahe legt. Auch die physiologische Bedeutung der Sortaseenzyme für die Adhäsion an Kollagen Typ V und Fibrinogen wurde weiter bestätigt. Die Daten zeigten, dass Sortaseenzyme für die Virulenz von C. difficile von Bedeutung sind. Insgesamt enthüllte DIFFISORT neue Virulenzfaktoren und damit auch Einblicke in die Pathogenese von C. difficile, was einen ersten Schritt zur Entwicklung neuer Therapiestrategien darstellt.

Schlüsselbegriffe

Bakterielle Zielstrukturen, Enzyme, Virulenz, Clostridium difficile, Sortase

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