EPEC: Mechanismus schleust Darmbakterien durch

16. Januar 2015
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Intimin besitzt eine Proteindomäne, womit es unter sauren Bedingungen an das Peptidoglykan bindet. Dies stabilisiert die Zellhülle enteropathogener E. coli (EPEC), wodurch diese vor der Magensäure und mechanischen Belastungen geschützt sind und den Dünndarm besiedeln können.

Menschen nehmen das Darmbakteriums Escherichia coli (enteropathogene Escherichia coli – EPEC) und Bakterien der Gattung Yersinia häufig über den Mund auf, sodass eigentlich der Magen mit seiner zerstörerischen Säure eine Barriere gegen die Infektion bieten sollte. Wissenschaftler der Universität Tübingen, zu denen auch Wissenschaftler des Universitätsklinikums sowie Jack C. Leo und Prof. Dr. Dirk Linke vom Tübinger Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie gehörten, hat die Vorgänge näher untersucht. Sie haben entdeckt, wie sich die Bakterien bei der Passage durch den Magen vor Säurestress und mechanischen Belastungen schützen können.

Ädhäsine als Transportverbindungsglied

EPEC- und Yersinia-Bakterien befallen die Zellen des Dünndarms, die die Nahrung aufnehmen. Dabei nutzen die Bakterien sogenannte Adhäsine, Anheftungsstoffe, wie zum Beispiel das Intimin (ein Protein; von „intimate adherence“), um sich an die Darmepithelzellen anzuheften und eine Transportverbindung zwischen den Bakterien und der Darmzelle herzustellen.

Durch diesen Kanal gelangen durchfallerregende Gifte in den menschlichen Darm. Vor der eigentlichen Infektion im Darm befindet sich das Intimin zunächst in der äußeren Hülle der Bakterien, die aus mehreren Schichten besteht: der inneren und der äußeren Membran, und dazwischen ist die festere Zellwand. Ihr Gerüst besteht aus Peptidoglykan, einem netzartigen Riesenmolekül, das aus Zucker- und Aminosäurebausteinen besteht.

Intimin stabilisiert unter sauren Bedingungen Zellhülle

Die Forscher haben herausgefunden, dass das Intimin eine Proteindomäne (LysM) besitzt, die das Intimin an das Peptidoglykan bindet. „Allerdings funktioniert das nur unter sauren Bedingungen“, erklärt Linke. Diese Bindung wirkt stabilisierend auf die Zellhülle des Bakteriums.

„Wir gehen davon aus, dass die EPEC-Bakterien durch diesen Mechanismus vor aggressiver Säure und mechanischen Belastungen geschützt sind und daher unbeschadet den Magen passieren können.“ Das Intimin unterstützt somit den Infektionsprozess der Bakterien, die möglicherweise sonst kaum in den Dünndarm gelangen könnten. Die Wissenschaftler vermuten, dass das Intimin die Virulenz dieser Bakterien deutlich erhöht.

Originalpublikation:

The Intimin periplasmic domain mediates dimerisation and binding to peptidoglycan
Jack C. Leo et al.; Molecular Microbiology, doi: 10.1111/mmi.12840; 2014

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