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Tropenkrankheiten: Malariaparasit öffnet Proteintor zur Zellmanipulation

PTEX: Proteintor zum Blutkörperchen
Der Malariaerreger Plasmodium falciparum schleust über eine bislang unbekannte Sorte von Eiweißporen eigene Proteine in die von ihm bewohnte Blutzelle. Dieser von einem australischen Forscherteam um Brendan Crabb aufgeklärte Import-Export-Mechanismus erlaubt es dem Schmarotzer, in einem Hohlraum in roten Blutkörperchen zu gedeihen, wo er von der Körperabwehr nicht angegriffen werden kann.

Rotes Blutkörperchen mit Malariaerreger | Ein Stadium des Malariaerregers lebt in einer Vakuole (lila) im Inneren von roten Blutkörperchen. Die Schmarotzer (gelb mit blauem Zellkern) stehen hier vor dem Problem, eigene Eiweiße (gelbe Knäuel) zur Manipulation ihrer Wirtszelle durch die Wand der Vakuole in das Blutkörperchen zu schleusen. Dazu nutzen sie einen speziellen Proteinkomplex namens PTEX (Plasmodium-Translokon exportierter Proteine). In infizierten Erythrozyten entstehen unter der Mitwirkung der Parasitenproteine typische Strukturen wie die Maurer-Flecken (rote Bögen).
Die in solchen Vakuolen gedeihenden Stadien des Malariaparasiten transportieren rund fünf Prozent der von ihnen produzierten Proteine in das okkupierte Blutkörperchen. Diese 200 bis 300 exportierten Parasiteneiweiße verändern die Wirtszelle dann so, dass das Überleben der Plasmodien und ihre Ausbreitung möglich wird. Um aus dem Parasiten durch die Vakuolenwand in die Blutzelle zu gelangen, bauen die Proteine aus mehreren Eiweißen einen speziellen Porenkomplex auf, ermittelte nun das Team vom Macfarlane Burnet Institute for Medical Research & Public Health in Melbourne.

Im Auftrag des Malariaerregers: Proteintransporter | Der Proteintransport aus dem Körperinneren der Malariaerreger (ganz links) durch ihre Körperwand (blaugrün) und die Vakuole (grasgrün) in das Innere der roten Blutkörperchen (dunkelgrün, rechts) verlangt einen besonderen Transporter, den PTEX (Plasmodium-Translokon exportierter Proteine), hier in bunt. Der Transporter erkennt die für den Transport etikettierten Eiweiße und schleust sie unter Energieverbrauch in die Erythrozyten.
Die Wissenschaftler hatten dazu durch eine Kombination aus bioinformatischen, biochemischen und genetischen Methoden aus Hunderten in die Blutkörperchen geschleusten Parasitenproteinen Eiweiße identifiziert, die sowohl an die Vakuolenmembran transportiert werden als auch die typische Signalsequenz erkennen, mit der der Parasit sämtliche zu exportierende Proteine etikettiert. Die Proteine bilden einen bislang nie beschriebenen Energie verbrauchenden Transporter, das PTEX (Plasmodium-Translokon exportierter Proteine), so die Forscher.

Ein ähnlicher Porenkomplex ist bislang bei keiner anderen Art beschrieben worden. Möglicherweise könnten die Eiweiße oder ihre Gene neue Angriffsstellen für Medikamente gegen die wichtigste Tropenkranheit werden, hoffen Crabb und Kollegen: Würde PTEX ausfallen, so könnten die Erreger sich nicht mehr in den Blutkörperchen entwickeln. Immer noch sterben jährlich rund eine Millionen Menschen an Malaria, Impf- und neue Wirkstoffe werden in den armen Ländern der Erde weiter dringend benötigt. (jo)

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  • Quellen
De Koning-Ward, T.F. et al.: A newly discovered protein export machine in malaria parasites. In: Nature 10.1038/nature08104, 2009.

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