Von Gedankenexperiment zu Gen Modellen: die Entdeckung des Capnines

Im Posting über den VDR Rezeptor (Vitamin D Rezeptor) hatte ich folgendes Gedankenexperiment vorgestellt. Angenommen es gäbe eine körperfremde Substanz, die ebenfalls durch ihre chemischen und geometrischen Eigenschaften genau an den menschlichen VDR Rezeptor “andocken” kann und seine Wirkung zum Schaden des Organismuns sabotieren könnte, und zwar als Teil der Verteidigungsstrategie des Bakteriums.

Das Gedankenexperiment sowie etwas Spekulation ergab, dass es durchaus denkbar wäre, dass ein Bakterium evolutionstechnisch solche Fähigkeiten durch Mutation und Selektion hätte entwickeln können.

Jetzt gehen wir an die Sache etwas genauer vor. Man kennt einige Bakteriengenome, d.h. die exakte genetische Folge eines Bakteriums.  Also man weiss, welche Gene ein Bakterium genau aufweist. Damit ist im Prinzip auch bekannt, welche Biochemischen Substanzen theoretisch dieser Eindringling durchden Transkription “erstellen” kann.

Es wäre durchaus denkbar mit der Information aus dem Genom (oder genau gesagt, aus einem Abschnitt davon) ein Computer zu füttern, und  dieses Molekül im Rechner nachzubilden. Dasselbe kann man mit einem Computermodell des menschlichen VDR Rezeptor machen. Dann lässt man beide Biomolekülen aufeinander los und sieht ob sich ein “andocken” simulieren lässt.

Trevor Marshall war genau auf der Suche nach so einer Substanz.  Er  fand eine wissenschaftliche Veröffentlichung aus Irland. Dort war es Forschern gelungen aus einer inifzierten menchlichen Hüfte ein Bakterium zu isolieren und genetisch zu identifizierenaus.

Marshall befasste sich mit diesem Bakterium etwas genauer und fand heraus, dass diese Bakterien eine Biochemische Substanz namens capnine herstellen.

Mit Hilfe von Molekulardynamische Simulationssoftware gelang es Marshall zu zeigen, dass capnine die Eigenschaft hatte ,die wir in unserem “Gedankenexperiment” beschrieben haben. Nämlich an den menschlichen Vitamin D Rezeptor (VDR) anzudocken und die Bildung von Bakteriziden zu vermeiden. Das körpereigene Bakterizid heisst LL-37, die Wirkung ist sehr schön hier erklärt)

Wenn die Bildung von Bakteriziden innerhalb der Zelle gestört ist, dann kann nicht nur dieses Bakterium überleben, sondern können auch andere  Bakterienarten innerhalb der Zelle ihr Unwesen treiben.

Vertiefung im Originalposting (in Englischer Sprache) von Trevor Marshall, wo auch ein Video zeigt, wie genau capnine an den VDR andockt. Veröffentlicht in Marshall TG: Bacterial Capnine Blocks Transcription of Human Antimicrobial Peptides. Metagenomics 2007. doi 10.1038/npre.2007.164.1

Im Transkript des Marshalls Vortrags in der Metagenomics 2007 ist einer sehr guter Zusammenfassung.

Computersimulation von Menschliches VDR mit Capnine Molekül

Computersimulation von menschlichen Vitamin D Rezeptor VDR mit Capnine Molekül

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