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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Grazer Forscher: "Süße" Moleküle als TBC-Marker |
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| | | Mit leuchtenden Zuckermolekülen, die eine Forschungsgruppe an der Grazer Technischen Universität herstellen, können in Zukunft Enzyme des Tuberkulose-Erregers besser verfolgt und damit deren Funktionsweise nachvollziehbar gemacht werden. |
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Gelungen ist diese chemische Modifizierung spezieller Polysaccharide den Mitarbeitern der so genannten "Glyco-Group" unter der Leitung von Arnold E. Stütz am Institut für Organische Chemie. Die leuchtenden Marker seien speziell im TBC-Bereich, aber auch auf einem weiteren Feld in der Erforschung der Eiweißstoffe einsetzbar, so Stütz.
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Zufällig Entdeckung |
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Die Entdeckung der fluoreszierenden Zuckermoleküle ist eigentlich ein Zufall: Ziel des Forschungsprojektes an der TU Graz war es, neuartige antibakterielle Wirkstoffe zu finden, die gegen das Mycobacterium tuberculosis, den Erreger der Tuberkulose, eingesetzt werden können.
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Suche nach Ersatz für TBC-Therapeutikum |
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"Es gibt bereits Resistenzen gegen das derzeit wirksamste Therapeutikum Ethambutol und so erschien es uns sinnvoll, nach Derivaten, die ähnliche Eigenschaften besitzen, zu suchen", so der Grazer Chemiker. Die Wirkung des Antibiotikums besteht darin, jenes Enzym zu hemmen, das am Aufbau der Zellwand von Mykobakterien beteiligt ist. Genauer gesagt: an der Produktion von zwei einzigartigen Polysacchariden in der Zellwand.
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50 Varianten untersucht |
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Die Grazer Forscher haben eine Reihe von neuen Derivaten von Ethambutol synthetisiert und wollten sie auf ihre Wirkung als Inhibitor dieser Biosynthese untersuchen. Ausgangspunkt waren so genannte Iminozucker, deren Struktur der von Ethambutol ähnelt.
"Wir haben die Iminozucker und das Ethambutol in insgesamt 50 Varianten verändert und ihre Auswirkungen auf das Enzym, das für die Biosynthese verantwortlich ist, untersucht." Wobei die Grazer Forscher vorerst keine Erfolge, wohl aber eine Erkenntnis sammeln konnten: "Es stellte sich heraus, dass Ethambutol von allen getesteten Variationen die derzeit effektivste Therapie darstellt", so Stütz.
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Fluoreszierende Iminozucker
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Selbst in geringsten Konzentrationen leuchten die Iminozucker. So können sie zum Nachweis eines wichtigen Enzyms des Tuberkulose-Erregers verwendet werden.
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Lichtemissionen bei fettartigen Gruppen ... |
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Es habe sich aber auch herauskristallisiert, dass einige der getesteten Zucker, die sich an sich als potenzielle Inhibitoren an die Enzyme hefteten, einen anderen erfreulichen Effekt mit sich brachten: Solche, die fettartige Gruppen besaßen, zeigten eine besonders klare Lichtemission.
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... bedeuten hervorragende Marker |
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Gemeinsam mit der Leuchteigenschaft werden sie so zu hervorragenden Markern - sozusagen Positionslichter der Enzyme. "Das ermöglicht nun wiederum, anhand der Fluoreszenzaktivität zu testen, wie wirksam neue Substanzen den Zellwandaufbau des TBC-Erregers hemmen können", erläutert Stütz den möglichen Nutzen dieses Effekts.
Und die Entwicklung neuer TBC-Therapeutika ist beim derzeitigen Vormarsch der Infektionskrankeit mit acht bis zwölf Millionen Neuinfektionen jährlich notwendig.
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Weitere Anwendungsfelder |
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Stütz sieht aber noch weitere Anwendungsfelder: "Unter den Derivaten fanden sich generell einige ganz ausgezeichnete Hemmer des Kohlehydratstoffwechsels, die sich stark an das aktive Zentrum des jeweiligen Enzyms heften, das damit eine leuchtende Markierung trägt."
Diesen Effekt will man im Verlauf von Isolierungsprozeduren und für diagnostische Zwecke ausnützen. Besonders im Hinblick auf Analyseverfahren der aktuellen Proteinforschung (Proteomics) seien derartige Verbindungen "überaus wertvolle" Diagnostika.
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01.01.2010 |
