Wie Legionellen-Giftstoffe wirken

Hierbei wird Glucose an den sogenannten Elongationsfaktor 1A geheftet, der als Hilfsfaktor eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Eiweißen hat. Dadurch gelingt es den Legionellen, für sich selbst einen optimalen Lebensraum zu schaffen. Gleichzeitig vergiften sie die Wirtszelle. Beim Menschen kann dies zu einer gefährlichen Lungenentzündung führen.

Die Untersuchungen basieren auf Hefezellen, die als beispielhafte Wirtszellen eingesetzt wurden. Die Giftstoffe heften das Zuckermolekül selektiv an einen Baustein des Elongationsfaktors 1A in der Hefezelle. Wurde dieser Baustein, die Aminosäure Serin-53, durch eine ähnliche Aminosäure ersetzt, so kam es nicht mehr zu einer Vergiftung. Auch der Austausch des Serin-53 durch die Aminosäure Glutamat führte zum Zelltod. Serin-53 könnte eine Schalterfunktion für die Eiweißsynthese in der Zelle haben.

Die Forscher vermuten, dass Zellen diesen Schalter normalerweise über eine Phosphorylierung von Serin-53 aktivieren, also über die Anheftung von Phosphorsäure. Glutamat täuscht eine Phosphorylierung vor und schaltet auf diesem Wege die Eiweißsynthese aus. Die Legionellen nutzen den Schalter hingegen über die Anheftung von Glukose an Serin-53, was die gleiche Wirkung hat, und stoppen so die Einweißsynthese.

Literatur: Belyi, Y., et al.: J. Biol. Chem. 2012;287(31):26029-37.