PEX38-Protein bietet neues Angriffsziel gegen tropische Trypanosomenkrankheiten

Die Erreger von Tropenkrankheiten sind auf ein essentielles Protein angewiesen, das allen anderen Organismen fehlt. Diese Entdeckung eröffnet die Möglichkeit einer gezielten Behandlung.

Forscher um Professor Ralf Erdmann von der Ruhr-Universität Bochum haben eine kritische Schwachstelle entdeckt, die die Erreger der Afrikanischen Schlafkrankheit, der Chagas-Krankheit und der Leishmaniose gemeinsam haben. Das PEX38-Protein spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung bestimmter Organellen der Trypanosomen, die für deren Energieversorgung unerlässlich sind. Da der Mensch dieses Protein nicht benötigt, stellt es ein vielversprechendes Ziel für neue Behandlungen gegen Tropenkrankheiten dar, von denen jedes Jahr weltweit über eine Milliarde Menschen betroffen sind. Derzeitige Behandlungen werden oft durch hohe Toxizität und zunehmende Arzneimittelresistenz eingeschränkt. Das Team um Ralf Erdmann berichtet über seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) vom 26. Februar 2026.

Einzigartige Stoffwechselarchitektur

Zellen müssen Zucker abbauen, um Energie zu erzeugen. Bei den meisten Organismen findet dieser Prozess der Glykolyse im Zytosol statt. Dies ist bei Trypanosomen nicht der Fall. Diese besitzen spezielle Organellen, sogenannte Glykosomen, in denen die Glykolyse stattfindet.

Da die Parasiten bei der Energiegewinnung grundsätzlich auf diese Organellen angewiesen sind, ist jede Störung der Glykosomen-Biogenese für sie tödlich. Dies macht Glykosomen zu einer potenziellen Achillesferse, auf die neu entwickelte Medikamente abzielen könnten.“

Professor Ralf Erdmann an der Ruhr-Universität Bochum

In Zusammenarbeit mit den Teams um die Professoren Bettina Warscheid (Universität Würzburg) und Michael Sattler (Helmholtz-Zentrum München) entdeckten Erdmann und seine Kollegen Dr. Chethan Krishna und Dr. Vishal Kalel von der Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum, dass das Protein PEX38 eine entscheidende Rolle in der glykosomalen Biogenese spielt.

Mechanismus der evolutionären Umnutzung

Die Membran von Glykosomen besteht aus Lipiden und Proteinen. Diese im Zytosol gebildeten Proteine ​​müssen dann zu den Glykosomen transportiert werden, wo sie in die Membranen eingefügt werden. Dieser Prozess erfordert besondere Unterstützung: Transportproteine ​​leiten neu gebildete Membranbestandteile an ihren Bestimmungsort, während Chaperonproteine ​​die hydrophoben Membranproteine ​​gegen das umgebende wässrige Zytosol abschirmen.

Der gesamte Prozess der glykosomalen Biogenese wird durch eine Gruppe von Proteinen ermöglicht, die als Peroxine (PEX-Proteine) bekannt sind und 1991 von Ralf Erdmann entdeckt wurden. Während die meisten Organismen auf einen konservierten Satz von Peroxinen angewiesen sind, entdeckte das Bochumer Team PEX38 als Trypanosomen-spezifischen Bestandteil. „PEX38 fungiert als eine Art Adapter, der sowohl Chaperone als auch Importrezeptoren verbindet“, erklärt Erdmann. Ohne PEX38 könnten Chaperone nicht mehr rekrutiert werden – neu gebildete Membranproteine ​​werden beschädigt und Glykosomen können nicht aufgebaut werden.

PEX38 ist das erste Peroxin seit über 35 Jahren, das außerhalb von Hefen und Säugetieren identifiziert wurde, was einen wichtigen Meilenstein in der Erforschung der Organellenbiogenese und Parasitenbiologie darstellt.

PEX38 ist auch ein eindrucksvolles Beispiel für eine evolutionäre Umnutzung. In den meisten Organismen ist eine Vorläuferform von PEX38 Teil eines Transportwegs, der Proteine ​​zum endoplasmatischen Retikulum transportiert. Dieser Weg ging bei Trypanosomen im Laufe ihrer Evolution verloren. Allerdings wurde PEX38 selbst nicht eliminiert, sondern umfunktioniert: Bei diesen Parasiten transportiert es Membranproteine ​​zu den Glykosomen.

Ein artspezifisches Ziel für die globale Gesundheit

Das therapeutische Potenzial dieser Arbeit ist erheblich. Da PEX38 für die Lebensfähigkeit von Parasiten unerlässlich ist, diese Wechselwirkung jedoch nicht im menschlichen Körper stattfindet, stellt seine Wechselwirkung mit anderen Peroxinen ein hochpräzises molekulares Ziel für die Arzneimittelentwicklung dar. Mithilfe modernster Proteomik und hochauflösender NMR-Strukturmodellierung zeigten die Forscher, dass PEX38 unterschiedliche Domänen enthält, die sowohl Chaperone als auch den PEX19-Importrezeptor binden. „Die Störung dieser Wechselwirkung könnte eine Möglichkeit bieten, den Erreger gezielt zu eliminieren, ohne menschliche Zellen zu schädigen“, sagt Erdmann.

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