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Donnerstag, 17.04.2014

Salmonellen nutzen Wasserstoffenergie

Metallkomplex-Enzyme helfen bei der Wasserstoffspaltung

Salmonellen sind in punkto Energienutzung dem Menschen weit voraus, denn sie befinden sich bereits im Wasserstoffzeitalter. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das weit verbreitete und krankheitserregende Bakterium molekularen Wasserstoff nutzt, um zu wachsen und virulent zu werden. Die Entdeckung könnte neue Wege eröffnen, um Salmonelleninfektionen zu verhindern oder ihre Folgen einzudämmen.
Salmonella typhimurium dringt in menschliche Zellen ein

Salmonella typhimurium dringt in menschliche Zellen ein

Rob Maier, Professor für Mikrobiologie an der Universität von Georgia erklärt: “Das baut auf unseren früheren Erkenntnissen auf nach denen die großen menschlichen Pathogene eine unerwartete Energiequelle nutzen“, so der Forscher. „Diese neue Arbeit erweitert unser Wissen über die wichtige Rolle, die Wasserstoff in der Entwicklung von Krankheiten durch dieses Erreger spielt.“

Krankheitserreger wie Salmonella sind für schätzungsweise rund zwei Millionen Todesfälle jedes Jahr verantwortlich und verursachen Millionen von Durchfallerkrankungen, auch in den Industrieländern. Maier war der erste, der entdeckte, dass Wasserstoff im Körper nicht als Abfallprodukt ausgeschieden wird, sondern als Energiequelle für pathogene Bakterien dient. Im Jahr 2002 veröffentlichte er bereits im Magazin Science Belege dafür, dass das Magenbakterium Helicobakter pylori, das Magengeschwüre und –entzündungen auslöst, Wasserstoff als Energie braucht. Jetzt wurde diese Erkenntnis auch auf Salonella ausgedehnt.

Möglich wurde dieser Fund durch die immer genauere Kenntnis der Gene dieser Bakterien. „Aus der Gensequenz konnten wir ersehen, dass Salmonella drei verschiedene Membran gebundene Enzyme besitzt, die mithilfe eines Kernkomplexes aus Nickel, Eisen, Zyanid und Kohlenmonoxid molekularen Wasserstoff spalten können“, erklärt Maier. Im Gegensatz zu vielen anderen Darmbewohnenden Erregern nutzt Salmonella offensichtlich nicht das im Darm entstehende “Biogas”, sondern, wie Versuche an Mäusen zeigten, molekularen Wasserstoff. Maier vermutet, dass diese Enzyme es den Bakterien ermöglichen, ihre Energie aus der Spaltung des Wasserstoffs zu gewinnen.

Der Wissenschaftler sieht hier auch Möglichkeiten für neue Therapien: „Menschen besitzen diesen Metallcluster in ihren Zellen nicht, daher ist dies ein guter Ansatzpunkt für mögliche Therapien. Wenn wir durch metallbindende Substanzen für die Zellen Nickel unerreichbar machen, könnten die Wasserstoffreaktionen, die das Bakterium für sein Wachstum braucht, unterbrochen werden.“

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