Der Konsum von Zucker ist eine grundlegende Brennstoffquelle für die meisten lebenden Organismen. Beim Malariaparasiten Plasmodium falciparum ist die Aufnahme von Glukose für seinen Lebenszyklus essentiell. Wie in anderen Zellen wird Zucker durch ein Transportprotein in den Parasiten transportiert – eine Tür, die Zucker durch die Zellmembran passieren lässt. Die Details, wie diese Tür funktioniert, wurden nun enthüllt.
"Durch die Aufklärung der Atomstruktur des Zuckertransportproteins PfHT1 können wir besser verstehen, wie Glukose in den Parasiten transportiert wird", sagt David Drew, Wallenberg-Stipendiat am Institut für Biochemie und Biophysik und Leiter der Studie an der Universität Stockholm.
Das Hauptziel der Forschung ist das grundlegende Verständnis dieses wichtigen biologischen Prozesses, aber mit dem Potenzial für die Entwicklung neuer Antimalaria-Medikamente. Malaria tötet laut WHO jedes Jahr fast eine halbe Million Menschen. Indem man die Tür für Zucker blockiert, wurde gezeigt, dass man das Wachstum der Malariaparasiten stoppen kann.
"Es ist ein langer Prozess von einer Verbindung mit Antimalaria-Aktivität zu einem Medikament, das in der Klinik eingenommen werden kann. Mit diesem Wissen kann man jedoch bekannte Antimalaria-Verbindungen verbessern, so dass sie spezifischer für den Malaria-Transporter sind, also Sie haben nicht die Nebenwirkung, den Zuckertransport in unsere eigenen Zellen zu stoppen. Daher erhöht dieses Wissen die Wahrscheinlichkeit, dass spezifischere Verbindungen zu einem erfolgreichen Medikament entwickelt werden können", sagt David Drew.
Trotz Millionen Jahren Evolution zwischen Parasiten und Menschen zeigt die Forschung, dass Glukose überraschenderweise vom Zuckertransportprotein in Malariaparasiten auf ähnliche Weise eingefangen wird wie von Transportern im menschlichen Gehirn.
"Diese Erh altung spiegelt die grundlegende Bedeutung der Zuckeraufnahme wider - im Grunde hat die Natur ein erfolgreiches Konzept gefunden und ist dabei geblieben", sagt David Drew.
Allerdings ist der Malariaparasit flexibler. Auch andere Zucker wie Fructose können importiert werden. Diese Flexibilität könnte dem Malariaparasiten einen selektiven Vorteil verschaffen, sodass er unter Bedingungen überleben kann, wenn seine bevorzugte Energiequelle Glukose nicht verfügbar ist.
"Jedem Biochemiestudenten wird etwas über den Prozess des Zuckertransports beigebracht, und es ist spannend, diesem Puzzle ein weiteres wichtiges Teil hinzuzufügen", sagt Lucie Delemotte, außerordentliche Professorin für Biophysik am KTH Royal Institute of Technology and Science for Life Laboratory Fellow, der an diesem Projekt mitgearbeitet hat.
