Für den Monat Februar 2021 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Dr. Paweena Chaoprasid und Dr. Sabrina Mühlen aus dem Institut für Infektiologie für die Publikation: Crystal structure of bacterial cytotoxic necrotizing factor CNFy reveals molecular building blocks for intoxicationder Zeitschrift EMBO Journal. 40(4).2021, e105202 [Volltext]
Cytotoxische nekrotisierende Faktoren sind bakterielle, monomere Exotoxine, die cytokinetische, onkogene und inflammatorische Prozesse durch die Aktivierung von Rho-GTPasen in Wirtszellen auslösen. Um ihre Wirkung zu entfalten, werden sie aktiv durch die bakterielle Zellhülle aus und in die Wirtszelle über spezielle Wirtsrezeptoren eintransportiert und dort aktiviert. Wie dies erfolgt war unbekannt.
In dieser Arbeit wurde zum ersten Mal die Struktur und Funktion des vollständigen, autosekretierten CNFy Toxins aufgeklärt und die Funktionen dieses Faktors analysiert. Dabei wurden fünf Domänen identifiziert von denen die Domänen 1-3 die Sekretion aus der bakteriellen Zelle, die Zellbindung und den endosomalen Eintransport der katalytischen Einheit (Domäne 4-5) in menschliche Zellen vermitteln. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass mit der proteolytischen Abspaltung und dem Austransport der katalytischen Untereinheit (Domänen 4-5) vom Endosom in das Cytosol eine strukturelle Veränderung des abgespaltenen Fragmentes einhergeht, wobei erst das reaktive Zentrum des Toxins exponiert und dadurch aktiviert wird.
Durch die erworbenen Erkenntnisse lässt sich jeder Toxin-Domäne eine spezielle Funktion zuordnen und evt. für therapeutische Zwecke nutzen. Das CNF-Translokationsmodul konnte bereits als Transportvehikel genutzt werden, um Fremdproteine in menschliche Zellen zu schleußen; die katalytische Domäne wirkt gegen neurologische Erkrankungen und Krebs.
Eine Liste aller bisherigen Gewinner der Paper of the Month – Auszeichnung finden Sie hier.
Der Paper of the Month – Aufsteller in der Zweigbibliothek Medizin bietet den Besuchern die Lektüre der Studie vor Ort an.
Foto: MFM/Christian Albiker