Der Ursprung von Coproporphyrin III in Acne

Häm ist für das Überleben der meisten Bakterien unerlässlich. Gram-positive Organismen stellen Häm auf eine Art und Weise her, die sich grundlegend von dem Biosyntheseweg Gram-negativer Organismen oder dem der Säugetiere unterscheidet. Gram-positive Organismen verwenden den sogenannten Coproporphyrin-abhängigen Hämbiosyntheseweg. Die Hämbiosynthese im Gram- positiven, pathogenen Bakterium Cutibacterium acnes weist Auffälligkeiten auf. Nur im Genom dieser Bakterien sind die beiden Enzyme, die für den vorletzten und letzten Schritt der Hämbiosynthese verantwortlich sind, fusioniert. Dabei handelt sich um eine Ferrochelatase, die es zur Aufgabe hat Eisen in den Porphyrinring einzubauen und um eine Coprohämdecarboxylase, die im letzten Schritt noch zwei Propionatgruppen in Vinylgruppen umwandelt um das Endprodukt, Häm b, zu produzieren. Weiters ist beobachtet worden, dass bei der durch Cutibacterium acnes hervorgerufenen Hautkrankheit acne vulgaris Coproporphyrin III akkumuliert wird, welches das Substrat für die Ferrochelatase und gleichzeitig ein bedeutender Virulenzfaktor ist. In diesem Forschungsprojekt werden die Struktur-Funktionsbeziehungen des oben genannten Fusionsproteins eingehend mittels kinetischer, biochemischer und biophysikalischer Methoden untersucht. Die zu Grunde liegenden Eigenschaften, die zur Pathogenität führen, sollen mechanistisch geklärt werden. Das wiederum bildet die Basis für zukünftige Forschungsansätze, die darauf abzielen therapeutische Substanzen zu finden, die mildernd auf das Krankheitsbild wirken. Dazu werden mehrere Varianten des Fusionsprotein erzeugt und untersucht um systematisch strukturelle und mechanistische Fragestellungen aufklären zu können.