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Biochemie: Gemeinsam Überleben in der Magensäure

Darmbakterium Escherichia coli
Die Ursache vieler Lebensmittelvergiftungen sind Bakterien, die eine Passage durch das keimtötende Magenmilieu überstehen, um sich anschließend im Darm zu vermehren und ihr Unwesen zu treiben. Wie sie dabei den chemischen Angriff der Magensäure überleben, hat jetzt ein chinesisches Forscherteam um Peng Chen von der Universität Peking untersucht: Ein im sauren Milieu aktiviertes Eiweiß schützt besonders zwei Faltungshelfer der Bakterien, die dann andere Proteine nach der Magenpassage wieder in Form bringen.

Dem Team gelang es erstmals mit einer neuen Methode, die Arbeit des Säureschutzproteins HdeA in seinem aktiven Zustand bei sehr niedrigen pH-Werten zu beobachten. Die Forscher hatten das Eiweiß zu diesem Zweck leicht verändert: Eine in der Natur nicht vorkommende Aminosäure sorgte dafür, dass alle von dem aktiven Enzym angesteuerten Proteine fest gebunden wurden; so konnten die Forscher sie anschließend identifizieren.

Die Auswertung ergab, dass HdeA mit einigen Proteinen interagiert, vor allem aber zwei weitere so genannte Chaperonen bindet, DegP und SurA. Beide Eiweiße werden so im sauren Magen geschützt; unter pH-neutralen Bedingungen gibt HdeA sie dann intakt wieder frei. DegP und SurA ihrerseits beginnen dann damit, andere von HdeA geschützte und nun freigesetzte Proteine sowie andere inaktivierte und zusammengebackene Eiweiße wieder in ihre funktionale Form umzufalten. Ohne die drei Proteine überlebt das Bakterium niedrige pH-Werte nicht.

Die Eiweiße finden sich im so genannten Periplasma der gramnegativen Zellen, zu denen Lebensmittel vergiftende Keime wie Shigella oder bestimmte krank machende Formen von Escherichia zählen. Das Periplasma ist ein Reaktionsraum zwischen der äußeren, recht durchlässigen Membran und einer innen liegenden zweiten Barriere; gerade die hier arbeitenden Proteine bedürfen des besonderen Schutzes, den das Chaperon-Trio aus HdeA, DegP und SurA leistet. (jo)

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