Strukturanalyse bakterieller Effluxpumpen
Transmembran-Transportproteine vermitteln den Ein- und Austritt verschiedenster Moleküle, Ionen und Nährstoffe in die Zelle. In prokaryontischen Zellen kodiert eine Vielzahl von Genen für derartige Transporterproteine, was verdeutlicht, wie wichtig diese Moleküle für den bakteriellen Lebenszyklus sind. Computergestützte Analysen verschiedener pathogener Bakterien wie etwa Bacillus cereus enthüllten eine außergewöhnlich hohe Zahl an mutmaßlichen, für Mehrfachresistenzen (MDR) verantwortlichen Effluxpumpen. Da MDR-Effluxpumpen antimikrobielle Substanzen aus der Zelle abtransportieren, müssen diese Membrantransportprozesse genau untersucht werden, um deren Effekt auf die mikrobielle Pathogenese zu klären. Vor diesem Hintergrund untersuchte das EU-finanzierte Projekt BACMT (Functional and structural analysis of bacterial membrane transporters) Struktur-Funktions-Beziehungen bei Membrantransportproteinen und deren evolutionäre Verwandtschaft. Die Forscher fanden mutmaßliche MDR-Transporter, die in mehr als 80 pathogenen B. cereus Stämmen konserviert waren. Nach Deletion mehrerer Gene, die für diese MDR-Effluxpumpen kodieren, wurden die Mutanten mit den ursprünglichen Wild-Type-Stämmen verglichen, was neue Effluxpumpen und vor allem eine gänzlich neue Familie von MDR-Effluxpumpen enthüllte. Dann wurden die Pumpen in E. coli überexprimiert, um ihre funktionelle Rolle zu klären. Insgesamt liefern die Ergebnisse von BACMT wertvolle Einblicke in die Rolle von Effluxpumpen bei der bakteriellen Pathogenese. Die Strukturinformationen könnten die Grundlage für neue Wirkstoffe oder die Entwicklung gezielterer Therapien gegen pathogene Bakterien darstellen.
Schlüsselbegriffe
Bakterien, Arzneistofftransporter, Effluxpumpen, Transmembran-Transportproteine, Mehrfachresistenz
