Molekulare Wechselwirkungen mit Toxinen

Forscher beobachteten, was Natur-
gifte im Körper anrichten; © Max-
Planck-Institut für biophysikalische
Chemie/ZMNH

Kaliumkanäle sind das Angriffsziel hochspezifischer Toxine vieler giftiger Tiere. Diese Toxine interagieren mit den Kaliumkanälen in den Zellen des Opfers, so dass elektrische Signale nicht mehr weitergeleitet werden, was oft zum Tode führt.

Solche Wechselwirkungen sind auf struktureller Ebene bisher nur unzureichend untersucht. Deshalb haben sich die Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen zusammen mit Forschern des Instituts für Neurale Signalverarbeitung in Hamburg und französischen Kollegen der Universität Marseille etwas einfallen lassen: Sie kombinierten neue Methoden der magnetischen Resonanzspektroskopie (Festkörper-NMR) mit bestimmten Protein-Syntheseverfahren und untersuchten am Beispiel des Gifts des nordafrikanischen Skorpions Androctonus mauretanicus mauretanicus, wie bakterielle Kaliumkanäle mit einem Toxin auf atomarer Ebene in Wechselwirkung treten.

Dabei zeigte sich, dass das Gift an einen ganz bestimmten Bereich des Kanals - die Porenregion - bindet und deren Struktur verändert. Doch auch die NMR-Signale des Toxins hatten sich verändert. Das deutet darauf hin, dass es nur dann wirksam ist, wenn es eine bestimmte Aminosäuresequenz des Ionenkanals erkennt. Auch die intrinsische Flexibilität der Bindungspartner spielt dabei eine wichtige Rolle: Für eine starke Wechselwirkung der Moleküle müssen beide Partner offensichtlich in der Lage sein, ihre Struktur zu verändern.

Die angewandten neuen spektroskopischen Methoden leisten einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Pharmakologie und Physiologie von Kaliumkanälen und könnten helfen, wirksamere und zugleich spezifischere Medikamente herzustellen.

MEDICA.de; Quelle: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.