Identifizierung eines adaptiven antibakteriellen Abwehrmechanismus des marinen Schwammes Suberites domuncula
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Schwämme (Porifera) sind die phylogenetisch ältesten Metazoa. Sie besitzen komplexe Abwehrsysteme, welche vor allem auf der Synthese bioaktiver niedermolekularer Sekundärmetaboliten beruhen und diese Tiere zu einer der reichhaltigsten Quellen für medizinisch nutzbare Wirkstoffe machen. Besonders der marine Einsiedler-Korkschwamm (Suberites domuncula) hat sich in den letzten Jahren zur Untersuchung der molekularen Zusammenhänge dieser Abwehrmechanismen als besonders geeignet herausgestellt. So wurden in diesem Schwamm beispielsweise zwei lyso-PAF (plättchenaktivierender Faktor)
Derivate (1-O Hexadecyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholin und 1-O-Octadecyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholin) identifiziert und charakterisiert, sowie deren ausgeprägte antibakterielle Aktivität besonders gegenüber gramnegativen Bakterien demonstriert. Eine Behandlung mit der Modellsubstanz zur Simulation einer bakteriellen Infektion, dem Endotoxin Lipopolysaccharid (LPS), für insgesamt 72 Stunden resultierte in einem Anstieg der Expressionslevel zweier an der Biosynthese dieser bioaktiven Etherphospholipide beteiligten Proteine. Unter Anwendung der Methode des Differential Display konnte einerseits das Schlüsselenzym der Etherphospholipid Biosynthese Alkyl- Dihydroxyacetonphosphat (DHAP)-Synthase und andererseits die regulatorische Untereinheit der PAF-deacetylierenden PAF Acetylhydrolase I , dem Lissenzephalie 1 Protein, als adaptiv hochreguliert identifiziert werden. Beide Schwammproteine zeigten die charakteristischen Merkmale der Enzyme von Metazoa. Um den Zusammenhang zur adaptiven Synthese bioaktiver
lyso-PAF Derivate herzustellen, wurde in der Folge eine Quantifizierung der Biosynthese Endprodukte durchgeführt. Dabei konnte mittels LC-MS Methodik ebenfalls ein adaptiver Konzentrationsanstieg für 1-O Hexadecyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholin um 26,7 % und für 1-O-Octadecyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholin um 25 % nach 72-stündigem LPS Kontakt nachgewiesen werden.
Erstmals wurde somit sowohl auf der Basis der Analyse der differentiellen Genexpression zweier an der Etherphospholipid-Biosynthese beteiligten Proteine mittels der Methode des Differential Displays als auch auf der Basis der Quantifizierung der bioaktiven Biosynthese Endprodukte eine adaptive antibakterielle Reaktion des Schwammes Suberites domuncula nachgewiesen.