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Struktur der Staphylococcus AG?

Struktur der Staphylococcus AG?


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Diese Aussage habe ich in meinen Studienmaterialien im Abschnitt über Staphylococcus gefunden

Die AG-Struktur:

  • Protein AG (speziesspezifisch);
  • Polysaccharid AG (serotypspezifisch).

Ich weiß, was Protein A/G ist, ein rekombinantes Fusionsprotein, das IgG-Bindungsdomänen von Protein A und Protein G kombiniert.

Was ist der Sinn dieser AG-Struktur-Sache im Kontext von Staphylococcus? Können wir sagen, dass Staphylokokken eine AG-Struktur haben? Ich denke, es hat Eigenschaften, die mit Protein AG und auch mit Polysaccharid AG zusammenhängen. Ich weiß sehr wenig über Polysaccharid AG und weiß nicht, wie es mit der Serotypspezifität im Zusammenhang mit Staphylokokken zusammenhängt.

Erweiterung der Frage

Antigene Struktur von Steptococcus pyogenes: Die Gruppe AG ist einzigartig und platziert Streptokokken in Gruppe A.

Was ist hier die AG?


Nachdem ich eine Weile darüber nachgedacht habe, denke ich, dass ich die Antwort habe. Es hat nichts mit Protein A oder Protein G zu tun. Ich denke, wer auch immer Ihr Studienmaterial geschrieben hat, meinte Ag, eine gängige Abkürzung für „Antigen“. Ich vermute, dies war im Zusammenhang mit Immunreaktionen oder Stammtypisierung.

Wenn Sie auf Ihre letzten Fragen zurückblicken, scheinen Sie einem Lehrer, der sich auf Mehrdeutigkeit spezialisiert hat, ausgeliefert zu sein.


22A: Identifizierung von Staphylococcus-Arten

Staphylokokken ist eine Gattung von Gram +, nichtsporenbildende Kokken, die zur Familie gehören Mikrokokkengewächsedie oft als normale menschliche Mikrobiota der Haut und Nasenhöhle gefunden werden. Es gibt fünf Organismen, die als potenzielle menschliche Krankheitserreger in dieser Gattung in Betracht gezogen werden: S. aureus, S. epidermidis, S. saprophiticus, S. haemolyticus, und S. hominisaber die ersten drei sind die häufigsten Isolate. S. aureuswird oft als der problematischste der drei Erreger angesehen und unterscheidet sich von den anderen beiden dadurch, dass er als einziger in der Lage ist, Plasma zu koagulieren. S. aureusiskann viele oberflächliche pyogene (eiterbildende) Infektionen der Dermis und des darunter liegenden Gewebes sowie schwere systemische Infektionen verursachen. Es kann eine Reihe von Toxinen produzieren, darunter Enterotoxine (Lebensmittelvergiftung), Zytotoxine (allgemeine systemische Toxine) und toxische Schock-Superantigene. Die andere Koagulase-negativ Staphylokokken(S. epidermidisund S. saprophiticus) werden als Krankheitserreger deutlich seltener gefunden, werden aber gelegentlich mit Endokarditis, Gelenkprotheseninfektionen und Wundinfektionen in Verbindung gebracht, um nur einige zu nennen.

Diese Übung gibt Ihnen die Möglichkeit, selektiv Medien, in diesem Fall auf Basis von hohem Natriumchlorid (MSA und SM1 10 sind beide selektive Medien zur Isolierung von Staphylokokken- 7,5% NaCl). Ein selektives Medium hat einen Hemmstoff, der das Wachstum bestimmter Bakterien begünstigt, indem er andere hemmt. MSA enthält einen zusätzlichen Indikator zur Überwachung der Mannit-Fermentation, was es zu einem Differential auch Medien. Von den Bakterien, die in Gegenwart eines hohen NaCl-Gehalts wachsen können, sind einige halophil (erfordern eine bestimmte Salzkonzentration, um zu wachsen), während andere halodurisch sind (verwenden Sie kein Salz, können es aber vertragen). Staphylokokkennicht halophil, sondern eher halodurisch, da es in hohen NaCl-Konzentrationen leben oder diese ertragen kann. Der hohe Salzgehalt in SM1 10 und MSA hemmt andere häufige Hautmikroorganismen. Die anderen Medien, die in dieser Übung verwendet werden, dienen der Differenzierung von pathogenen Staphylokokken von nicht-pathogenen, und zur Identifizierung der Spezies.

Nicht nur salzbeständig, Staphylokokkenist immer fakultativ anaerob. Wenn es gefärbt ist, ist es in kleinen Clustern (Staphylo = Cluster) zu sehen. Staphylokokken ist normalerweise entweder beta-hämolytisch oder überhaupt nicht hämolytisch (sogenannte Gamma-Hämolyse). Pathogen Staphylokokkenkann eine Vielzahl von Virulenzfaktoren produzieren, darunter Toxine, Koagulase, Leukozidine und hydrolytische Enzyme, die das Wirtsgewebe schädigen können.

Blutagar (BAP) wird mit 5% Schafblut hergestellt. Es ist ein gebräuchliches Medium zur Kultivierung von Bakterien, weil:

  1. Es ist ein großartiges Anreicherungsmedium für anspruchsvoll Bakterien.
  2. Die Hämolyse von Blutzellen kann als Identifizierungstest sehr nützlich sein.

CNA-Agar ist eine Art Blutagar. Der einzige Unterschied besteht darin, dass CNA eine Antibiotikum, Naladixinsäure, die Gram-Bakterien hemmt.

Hämolyse ist der Abbau von roten Blutkörperchen. Hämolysine sind Enzyme, die von einigen Bakterien produziert werden und in das Medium um die Bakterienkolonie freigesetzt werden. Es kann zu einem vollständigen Zusammenbruch der Zellen mit Freisetzung von Hämoglobin und einer Entfernung des Rots aus dem umgebenden Medium um die Kolonie kommen. Oder die Hämolyse kann ein teilweiser Zusammenbruch sein, was zu einer grünlichen oder grün-gelben Zone um die Kolonie herum führt.


Ziel 1: Bedeutung von Staphylococcus aureus für den Menschen

Die Bedeutung von Staphylococcus aureus für den Menschen würde durch einen Überblick über seine Zellstruktur, Zellphysiologie und Umweltnischen skizziert, gefolgt von den medizinischen Implikationen von Staphylococcus aufgrund dieser Eigenschaften.

Zellstruktur

Als Mitglied der Bakteriendomäne wird erwartet, dass Staphylococcus eine bakterielle Zellstruktur aufweist. Mit anderen Worten, es fehlen Kern- und membrangebundene Organellen. Die strukturellen Elemente in einer Staphylococcus-Zelle sollten eine Zellmembran, Zellwand, Ribosom und Nukleoid umfassen (6).

Darüber hinaus besitzt Staphylococcus als eine der fünf Gattungen aus der Familie der Staphylokokkengewächse spezifische zelluläre Eigenschaften, die für diese Familie einzigartig sind. Insbesondere handelt es sich um ein Kokken- und Gram-positives Bakterium, was darauf hindeutet, dass seine Zellwand im Wesentlichen aus einer dicken Peptidoglykanschicht besteht (21).

Zusätzlich zu den oben genannten Strukturen besitzt Staphylococcus aureus einige spezielle Zellstrukturen, die ihn von anderen Arten der Gattung unterscheiden. Dazu gehört der Besitz von Oberflächenproteinen, die die Anheftung an Proteine ​​wie Fibronektin und Fibrinogen-bindende Proteine ​​unterstützen, die an der Blutgerinnung beteiligt sind (3). Diese zelluläre Eigenschaft kann die pathogene Natur von Staphylococcus aureus erklären, da Infektionen durch Invasion über Wunden verursacht werden können.

Andererseits ist anzumerken, dass Staphylococcus keine Geißeln und Sporen aufweist (16). Das heißt, Staphylococcus aureus ist unbeweglich.

Zellphysiologie

Die Zellphysiologie von Staphylococcus deckt Temperatur, pH-Wert und Sauerstoffbedarf ab.

Die meisten Staphylokokken können bei 45 °C wachsen, aber es ist vernünftig vorherzusagen, dass ihre optimale Temperatur für den Stoffwechsel nahe der Körpertemperatur des Menschen liegt, die bei 37 °C liegt (5).

Was den optimalen pH-Wert für den Stoffwechsel angeht, funktionieren die Enzyme in Staphylococcus am besten in leicht alkalischem Medium mit einem pH-Bereich von 7,4 bis 7,6 (16).

Hinsichtlich des Sauerstoffbedarfs ist Staphylococcus fakultativ anaerob (21). Dies impliziert, dass Staphylococcus unabhängig von der Anwesenheit von Sauerstoff wachsen kann, aber die Anwesenheit von Sauerstoff wäre günstiger.

In Gegenwart von Sauerstoff nutzt Staphylococcus Glukose, um die Zellatmung durchzuführen, um Energie für den Stoffwechsel zu erzeugen. Sauerstoff übernimmt die Rolle eines terminalen Elektronenakzeptors und wird vollständig zu Wasser reduziert (8).

Bei Sauerstoffmangel oder -mangel können Staphylococcus fermentiert werden und Milchsäure ist das übliche Produkt (21). Dabei wird Glucose in das Substrat Pyruvat umgewandelt und anschließend an den Cofaktor Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) zu Milchsäure gebunden (6).

Im Hinblick auf die Metabolisierung von Staphylococcus, da Licht auf der Hautoberfläche und den Schleimhäuten nicht ohne weiteres verfügbar ist, wird vorgeschlagen, dass Staphylococcus Energie über organische chemische Verbindungen erhält. Daher wird es als Chemotroph angesehen (21). Die fakultativ anaerobe Eigenschaft von Staphylococcus lässt darauf schließen, dass es organischen Kohlenstoff als Elektronenquelle nutzt, wenn Sauerstoff vorhanden ist. Obwohl einige Staphylococcus reduzierte Formen anorganischer Nitrate verwenden können, um Elektronen zu erzeugen, sollte ihre Bevorzugung einer aeroben Atmosphäre sie als organotrop definieren (21). Was die Kohlenstoffquelle betrifft, ist Staphylococcus eine Heterotrophie (12). Das heißt, es erhält seine Kohlenstoffquelle durch die Nutzung organischer Substanzen wie Saccharose zur Synthese von Metaboliten (19). Zusammenfassend sollte Staphylococcus eines der Mitglieder der mikrobiellen Gruppe der chemo-organotrophen Heterotrophen sein.

Umweltnischen

Die Umweltnischen von Staphylococcus können durch seine Wechselwirkungen mit der Umwelt hinsichtlich seines Vorkommens, der Art der Beziehung, die es mit anderen Organismen eingeht, und seiner Fähigkeit zur Mutation adressiert werden.

Staphylokokken werden häufig auf der Haut und den Schleimhäuten von Tieren mit stabiler Körpertemperatur, einschließlich des Menschen, gefunden (15). Typischerweise beträgt die Hauttemperatur des Menschen etwa 32 °C, was der optimalen Temperatur von 37 °C ziemlich nahe kommt (22). Dies fördert das Wachstum dieser Mikrobe auf der Haut. Darüber hinaus kann die salzige Umgebung entlang der Hautoberfläche aufgrund der Schweißproduktion auch für die Häufigkeit von Staphylococcus beim Menschen verantwortlich sein, da seine enzymatische Aktivität bei einem alkalischeren pH-Wert optimal ist (17).

Staphylococcus aureus besiedelt spezifisch die Nasenhöhle, den Kehlkopf und die Hautoberfläche des Menschen (2). Die Besiedelung von Staphylococcus aureus wird hauptsächlich durch Fibrinogen-bindende Proteine ​​erreicht, die an den Epithelzellen des Menschen haften, was eine Wirt-Parasiten-Beziehung zwischen Staphylococcus und dem Menschen aufzeigen könnte (10).

Die Wechselwirkungen von Staphylococcus mit der Umwelt können auch durch Mutationen unterstrichen werden, die häufig bei Staphylococcus aureus auftreten. Ein Beispiel wäre Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA), ein insbesondere gegen das Antibiotikum Methicillin resistenter Staphylococcus aureus (21). Die Mutation wird durch eine Veränderung des Methicillin-Resistenz-Gens (mec A) verursacht, das für ein Penicillin-bindendes Protein kodiert (4). Dies führt dazu, dass Antibiotika die durch Staphylococcus aureus verursachten Infektionen nicht heilen können, worauf im Abschnitt über medizinische Implikationen eingegangen wird.

Medizinische Auswirkungen von Staphylococcus

Die Merkmale wie Zellstruktur, Zellphysiologie und Umweltnischen von Staphylococcus können eine große Vielfalt medizinischer Implikationen aufwerfen, was die Bedeutung dieser Bakteriengattung zeigt.

Statistiken zeigen, dass bei 79% der gesunden Menschen Staphylococcus aureus vorhanden ist (14). Obwohl Staphylococcus sich auf der Hautoberfläche des Wirts ansiedeln kann, ohne Schaden zu verursachen, kann seine Allgegenwart immer noch verschiedene medizinische Probleme aufwerfen. Der zuvor erwähnte MRSA wäre eines der Probleme, die mit Staphylococcus verbunden sind. Neben Methicillin könnten MRSA Resistenzen gegen viele andere Antibiotika wie Penicillin und Amoxicillin aufweisen (1). Die Unwirksamkeit bestehender Antibiotika zur Heilung von MRSA-Infektionen führte zum Tod und ist in der Regel durch das Auftreten von septischem Schock und Lungenentzündung gekennzeichnet (11). Über die Jahrzehnte wurde ein rapider Anstieg von MRSA-Infektionen beobachtet. Die Rate hospitalisierter MRSA-Infektionen betrug 1974 nur 2 %, diese Zahl steigt jedoch dramatisch auf etwa 40 % im Jahr 1997 an (13). Infolgedessen verursacht dies in den Vereinigten Staaten von Amerika jährlich 19.000 Todesfälle (11).

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Als Staphylokokken-Kolonien auf Hautoberflächen und Schleimhäuten könnten Hautinfektionen und mit Schleimhäuten verbundene Erkrankungen eine weitere medizinische Implikation sein. Es ist bekannt, dass Staphylococcus aureus das Syndrom der verbrühten Haut und des toxischen Schocks verursachen kann. Darüber hinaus kann es zu Harnwegsinfektionen und Lebensmittelvergiftungen kommen (9).


Staphylokokken

Unsere Redakteure prüfen, was Sie eingereicht haben und entscheiden, ob der Artikel überarbeitet werden soll.

Staphylokokken, (Gattung Staphylokokken), eine Gruppe kugelförmiger Bakterien, deren bekannteste Arten universell in großer Zahl auf den Schleimhäuten und der Haut von Menschen und anderen Warmblütern vorkommen. Der Begriff Staphylokokken, allgemein für alle Arten verwendet, bezieht sich auf die Angewohnheit der Zellen, sich in traubenartigen Clustern zu aggregieren. Staphylokokken werden mikrobiologisch als grampositiv (in jungen Kulturen), nicht sporenbildend, unbeweglich, fakultativ anaerob (ohne Sauerstoffbedarf) charakterisiert.

Von Bedeutung für den Menschen sind verschiedene Stämme der Art S. aureus und S. epidermidis. Während S. epidermidis ist ein milder Erreger, opportunistisch nur bei Menschen mit verminderter Widerstandskraft, Stämme von S. aureus sind Haupterreger von Wundinfektionen, Furunkeln und anderen Infektionen der menschlichen Haut und eine der häufigsten Ursachen für Lebensmittelvergiftungen. S. aureus verursacht auch Meningitis, Lungenentzündung, Harnwegsinfektionen und Mastitis, eine Infektion der Brust bei Frauen oder des Euters bei Haustieren. Darüber hinaus können lokale Staphylokokken-Infektionen zu einem toxischen Schocksyndrom führen, einer Krankheit, die mit der Freisetzung eines Toxins in den Blutkreislauf von der Infektionsstelle einhergeht.

Eine Sorte, die für den Menschen von großer Bedeutung ist, ist Methicillin-resistent S. aureus ( MRSA), das durch das Vorhandensein einer einzigen Mutation gekennzeichnet ist, die es resistent gegen Methicillin macht, ein halbsynthetisches Penicillin, das zur Behandlung von Staphylokokken-Infektionen verwendet wird, die gegen das von Schimmelpilzen stammende Penicillin resistent sind. Diese Sorte von S. aureus wurde erstmals in den frühen 1960er Jahren isoliert, kurz nachdem Methicillin als Antibiotikum weit verbreitet war. Heute wird Methicillin nicht mehr verwendet, aber der MRSA-Stamm, der es verursacht hat, findet sich häufig auf der Haut, in der Nase oder im Blut oder Urin des Menschen. Es wird angenommen, dass weltweit etwa 50 Millionen Menschen MRSA in sich tragen, das leicht durch Hautkontakt übertragen wird, aber bei gesunden Personen selten eine Infektion verursacht. Besonders anfällig für eine MRSA-Infektion sind jedoch sehr kleine Kinder und ältere oder kranke Patienten in Krankenhäusern und Pflegeheimen, die aufgrund ihrer Resistenz gegen die meisten Antibiotika nur schwer zu behandeln sind. Die Behandlung von MRSA-Infektionen mit Vancomycin, einem Antibiotikum, das oft als letzte Verteidigungslinie gegen MRSA angesehen wird, hat zur Entstehung von Vancomycin-resistenten geführt S. aureus (VRSA), gegen die nur wenige Mittel wirksam sind. Im Jahr 2005 übertrafen in den Vereinigten Staaten die Todesfälle durch MRSA (ca. 18.000) die Todesfälle durch HIV/AIDS (ca. 17.000), was die Notwendigkeit einer verbesserten Überwachung unterstreicht, um die Ausbreitung dieses potenziell tödlichen Organismus zu verhindern und zu kontrollieren.

Dieser Artikel wurde zuletzt von Kara Rogers, Senior Editor, überarbeitet und aktualisiert.


Staphylococcus Aureus Morphologie

Die Morphologie von Staphylococcus aureus – die Form der Bakterien – zeigt unter dem Mikroskop lila Ansammlungen von runden Bakterien. Die violette Farbe ist kein natürliches Phänomen, sondern das Ergebnis einer Gram-Färbung, die die dicke Peptidoglycan-Membran aller grampositiven Bakterien lila färbt. Die natürliche Farbe einer Kolonie von S. aureus tatsächlich gelb ist, bedeutet das Wort aureus golden. Obwohl gramnegative Bakterien traditionell als schädlicher gelten, S. aureus tötet jedes Jahr etwa 20.000 Amerikaner.

Im Gegensatz zu anderen Staphylokokken sind die meisten S. aureus Bakterien produzieren ein Enzym namens Koagulase. Dieses Enzym reagiert im Blut, um eine andere Chemikalie namens Staphylothrombin zu produzieren. Staphylothrombin könnte machen S. aureus noch schwieriger abzutöten, indem der Bakterienmembran eine Schicht aus geronnenem Protein hinzugefügt wird. Sie müssen sich nur das Bild unten ansehen, um zu sehen, wie dick die Peptidoglycan-Membran grampositiver Bakterien ist – eine zusätzliche Schicht würde es einem bakteriziden Medikament sehr erschweren, in die Zelle einzudringen und sie zu zerstören.

S. aureus wächst sowohl aerob (mit Sauerstoff) als auch anaerob (ohne) bei Temperaturen zwischen 18 °C und 40 °C. Chromosomen des MRSA-Stammes tragen a mec Gen, das im Labor nachweisbar ist, wird dieser Test sehr früh durchgeführt, damit sofort mit der richtigen Behandlung begonnen werden kann. Eine frühzeitige Behandlung ist unerlässlich Staphylococcus aureus Infektionen.


Struktur der Staphylococcus-Ribosomen vom KFU-Labor für Strukturbiologie erforscht

Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Nukleinsäureforschung. Dieses Papier wurde von der FSBMB als das beste im Mai 2017 ausgezeichnet.

Bakterielles Ribosom ist ein makromolekularer Komplex, der 3 RNA-Moleküle und etwa 50 einzelne Proteine ​​enthält. Vor dieser KFU-Forschung war die Struktur der Ribosomen gramnegativer Bakterien in atomarer Auflösung nur durch Röntgenkristallographie erforscht worden, und Kryo-Elektronenmikroskopie hatte Ergebnisse mit mittlerer Auflösung geliefert.

Marat Yusupov, Leiter des Labors für Strukturbiologie und Leiter des Labors für Ribosomenstruktur am IGBMC, kommentierte 2016: „Bei unserer Arbeit haben wir moderne biophysikalische und biochemische Methoden verwendet werden voraussichtlich ebenfalls teilnehmen. Derzeit wird unsere Arbeit hauptsächlich zusammen mit dem Biochemistry Lab durchgeführt von makromolekularen Komplexen mit sehr hoher Präzision, im Wesentlichen auf molekularer Ebene.Röntgenkristallographie ermöglicht die Untersuchung der Proteinstruktur auf chemisch-atomarer Ebene, wenn jedes Atom in 3D positioniert werden kann, was die Möglichkeit bietet, vorherzusagen, welche Inhibitoren und kleinen Moleküle die Es gibt nicht viele Forschungszentren, die über alle drei Technologien verfügen, und auch nicht viele, die die Ribosomenstruktur untersuchen es. Das Problem liegt sowohl im Objekt als auch in den Forschungsmethoden."

Mit der Darstellung der Staphylococcus-Ribosomenstruktur in der Huntington-Kryo-Elektronen-Mikroskopie haben die Forscher ihre für die Medizin von großer Bedeutung beginnende Arbeit von leichten Hauterkrankungen bis hin zu tödlichen Infektionen wie Lungenentzündung, Meningitis, Osteomyelitis, Endokarditis, toxischer Schock und Septikämie.

Die Wissenschaftler versuchen, einen Weg zu finden, die Proteinsynthese in Staphylococcus-Zellen zu „deaktivieren“ und damit abzutöten.

Es gibt viele arzneimittelresistente Staphylococcus-Stämme, die in der Bevölkerung zirkulieren, so dass diese Forschung langfristig dazu führen kann, Millionen von Leben zu retten.

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NMR-strukturbasierte Optimierung von Staphylococcus aureus-Sortase-A-Pyridazinon-Inhibitoren

Staphylococcus aureus ist eine der Hauptursachen für Krankenhausinfektionen in den USA und stellt ein großes Gesundheitsproblem dar, da Methicillin-resistente S. aureus und andere antibiotikaresistente Stämme weit verbreitet sind. Verbindungen, die die S. aureus-Sortase (SrtA)-Cystein-Transpeptidase hemmen, können als wirksame Antiinfektiva wirken, da dieses Enzym Virulenzfaktoren an die Bakterienzellwand bindet. Während eine Vielzahl von SrtA-Inhibitoren entdeckt wurde, wurde die überwiegende Mehrheit dieser kleinen Moleküle nicht mit strukturbasierten Ansätzen optimiert. Hier haben wir NMR-Spektroskopie verwendet, um die molekulare Basis zu bestimmen, durch die Pyridazinon-basierte kleine Moleküle SrtA hemmen. Diese Inhibitoren modifizieren kovalent das aktive Cysteinthiol und ahmen teilweise das natürliche Substrat von SrtA nach, indem sie die Schließung einer Schleife des aktiven Zentrums induzieren. Methoden der Computer- und Synthesechemie führten zu Analoga der zweiten Generation, die

70-fach stärker als das Leitmolekül. Diese optimierten Moleküle zeigen ein breites Aktivitätsspektrum gegen andere Arten von Klasse-A-Sortasen, haben eine reduzierte Zytotoxizität und beeinträchtigen die SrtA-vermittelte Proteinpräsentation auf der Zelloberfläche von S. aureus. Unsere Arbeit zeigt, dass Pyridazinon-Analoga attraktive Kandidaten für die Weiterentwicklung zu Antiinfektiva sind und unterstreicht den Nutzen des Einsatzes von NMR-Spektroskopie und löslichkeitsoptimierten kleinen Molekülen in der strukturbasierten Wirkstoffforschung.

Schlüsselwörter: NMR Staphylococcus aureus Sortase SrtA Molekulares Andocken Molekulardynamik Proteinstruktur Protein-Inhibitor-Komplex Transpeptidase.


Abstrakt

Staphylococcus epidermidis ist aufgrund seiner Allgegenwart in der Hautflora und der Bildung robuster Biofilme häufig mit Infektionen des Menschen im Zusammenhang mit medizinischen Geräten verbunden. Der akzessorische Genregulator (agr) spielt das Quorum Sensing (QS)-System eine herausragende Rolle bei der Bildung von Biofilmen und der Infektion durch dieses Bakterium. Agr die Aktivierung wird durch die Bindung eines Peptidsignals (oder autoinduzierendes Peptid, AIP) an seinen verwandten AgrC-Rezeptor vermittelt. Es bleiben viele Fragen zur Rolle von QS in S. epidermidis Infektionen sowie in gemischten mikrobiellen Populationen auf einem Wirt und chemische Modulatoren seiner agr System könnte neue Einblicke in dieses Signalisierungsnetzwerk liefern. Der AIP-Ligand bietet ein anfängliches Gerüst für die Entwicklung solcher Sonden, die Struktur-Aktivitäts-Beziehungen (SARs) für die Aktivierung von S. epidermidis AgrC-Rezeptoren durch AIPs sind weitgehend unbekannt. Hier berichten wir über die ersten SAR-Analysen eines S. epidermidis AIP durch systematische Alanin- und d-Aminosäure-Scans der S. epidermidis AIP-I. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse haben wir potente Pan-Gruppen-Inhibitoren der AgrC-Rezeptoren in den drei S. epidermidis agra Gruppen sowie eine Reihe von AIP-I-Analoga, die zur selektiven Hemmung von AgrC in beiden spezifischen S. epidermidis agra Gruppen oder in einer anderen häufigen Staphylokokkenart, S. aureus. Darüber hinaus entdeckten wir einen nicht-nativen Peptidagonisten von AgrC-I, der stark hemmen kann S. epidermidis Biofilmwachstum. Zusammen stellen diese synthetischen Analoga neue und leicht zugängliche Sonden zur Untersuchung der Rolle von QS in dar S. epidermidis Kolonisation und Infektionen.


Das Problem

Die Zahl der durch MRSA-Bakterien verursachten Erkrankungen nimmt weltweit zu. Vor 30 Jahren machten MRSA 2 Prozent der Staphylokokkeninfektionen aus. Bis 2003 wurden 64 Prozent der Staphylokokkeninfektionen durch MRSA verursacht. Laut einem Bericht der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in den Vereinigten Staaten aus dem Jahr 2005 entwickelten mehr 94.000 Menschen lebensbedrohliche Infektionen, die durch MRSA verursacht wurden. Fast 19.000 Menschen starben während Krankenhausaufenthalten im Zusammenhang mit diesen MRSA-Infektionen. Die Mehrheit der MRSA-Fälle, 85 Prozent, wurden mit Gesundheitseinrichtungen in Verbindung gebracht, während etwa 14 Prozent bei Personen auftraten, die keiner bekannten Gesundheitsversorgung ausgesetzt waren.

Das Staphylokokken-Bakterium entwickelt sich weiter und zeigt Resistenzen gegen weitere Antibiotika. Im Jahr 2002 wurden die ersten Staphylokokkenstämme gefunden, die gegen Vancomycin resistent sind, ein Antibiotikum, das eine der wenigen verfügbaren Behandlungen ist, die als letztes Mittel gegen MRSA eingesetzt werden. Obwohl Vancomycin-resistente Staphylokokkenstämme derzeit noch recht selten sind, ist zu befürchten, dass sich diese Stämme im Laufe der Zeit weiter verbreiten und die begrenzte Anzahl von Antibiotika, die gegen MRSA wirksam sind, weiter reduzieren.

Das zunehmende Problem der Resistenz von Staphylokokken-Bakterien gegenüber Methicillin und anderen Antibiotika ist Teil eines größeren Problems, das medizinisches Fachpersonal stark beschäftigt. Das Aufkommen antimikrobiell resistenter Organismen erschwert die Behandlung einer Vielzahl von Infektionskrankheiten. Neben MRSA gehören HIV, Tuberkulose, Influenza und Malaria zur Behandlung anderer Krankheiten, die durch Arzneimittelresistenz kompliziert sind.

Arzneimittelresistenzen treten auf, weil Mikroben wie Staphylokokken sich vermehren müssen, um ihr Überleben zu sichern. Wenn diese Fähigkeit bedroht ist, beispielsweise wenn sie Antibiotika ausgesetzt sind, passen sich Mikroben an und entwickeln sich, um die Blockade ihrer Reproduktion zu überwinden. Dies kann natürlich vorkommen, und Mikroben werden genetisch so verändert, dass sie in Gegenwart antimikrobieller Medikamente überleben können. Allerdings können die Anpassungen von Arzneimittelresistenzen durch menschliches Handeln beschleunigt werden, insbesondere durch den übermäßigen und unsachgemäßen Gebrauch von Antibiotika. Der zunehmende Einsatz antimikrobieller Mittel bei Mensch, Tier und Landwirtschaft verstärkt das Problem der Arzneimittelresistenz.

Die Folgen von Antibiotikaresistenzen geben Wissenschaftlern und Medizinern große Besorgnis. Eine Infektion mit arzneimittelresistenten Erregern kann zu erhöhten und längeren Krankenhausaufenthalten, komplizierteren Behandlungen, mehr Todesfällen und höheren Gesundheitskosten führen.


Struktur der Staphylococcus AG? - Biologie

Web-Rezension von Todars Online-Lehrbuch der Bakteriologie. „Das Gute, das Böse und das Tödliche“.

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Staphylococcus aureus

Königreich: Bakterien
Stamm: Firmicutes
Klasse: Bacilli
Bestellen: Bacillales
Familie: Staphylokokkengewächse
Gattung: Staphylokokken
Spezies: S. aureus


Häufige Referenzen: Staphylococcus, Staphylokokken, MRSA, Superbug




Staphylococcus aureus und Staphylokokken-Krankheit (Seite 1)

Staphylococcus aureus Elektronenmikroskopische Aufnahme von Visuals Unlimited, mit Genehmigung.

Staphylokokken (Staphylokokken) sind grampositive kugelförmige Bakterien, die in mikroskopisch kleinen Clustern vorkommen, die Trauben ähneln. Die bakteriologische Kultur der Nase und der Haut normaler Menschen liefert ausnahmslos Staphylokokken. 1884 beschrieb Rosenbach die beiden pigmentierten Kolonietypen von Staphylokokken und schlug die entsprechende Nomenklatur vor: Staphylococcus aureus (gelb) und Staphylococcus albus (Weiß). Letztere Art ist jetzt benannt Staphylococcus epidermidis. Obwohl mehr als 20 Arten von Staphylokokken sind in Bergeys Handbuch (2001) beschrieben, nur Staphylococcus aureus und Staphylococcus epidermidis sind in ihrer Interaktion mit dem Menschen von Bedeutung. S. aureus besiedelt hauptsächlich die Nasenwege, kann aber auch an den meisten anderen anatomischen Lokalisationen, einschließlich der Haut, der Mundhöhle und des Magen-Darm-Trakts, regelmäßig gefunden werden. S epidermidis ist ein Bewohner der Haut.

Taxonomisch ist die Gattung Staphylokokken gehört zur Familie der Bakterien Staphylokokkengewächse, die drei weniger bekannte Gattungen umfasst, Gamella, Makrokokken und Salinikokken. Die bekanntesten ihrer nahen phylogenetischen Verwandten sind die Mitglieder der Gattung Bazillus in der Familie Bacillaceae, das ist auf der gleichen ebene wie die familie Staphylokokkengewächse. Die Listeriaceae sind auch eine nahegelegene Familie.

Staphylococcus aureus bildet auf reichhaltigem Medium eine ziemlich große gelbe Kolonie S. epidermidis hat eine relativ kleine weiße Kolonie. S. aureus ist auf Blutagar oft hämolytisch S. epidermidis ist nicht hämolytisch. Staphylokokken sind fakultative Anaerobier, die durch aerobe Atmung oder durch Fermentation, die hauptsächlich Milchsäure liefert, wachsen. Die Bakterien sind Katalase-positiv und Oxidase-negativ. S. aureus kann in einem Temperaturbereich von 15 bis 45 Grad und bei NaCl-Konzentrationen von bis zu 15 Prozent wachsen. Fast alle Stämme von S. aureus produzieren das Enzym Koagulase: fast alle Stämme von S. epidermidis fehlt dieses Enzym. S. aureus sollte immer als potenzieller Krankheitserreger angesehen werden, die meisten Stämme von S. epidermidis sind nicht pathogen und können als normale Flora beim Menschen sogar eine schützende Rolle spielen. Staphylococcus epidermidis kann ein Krankheitserreger im Krankenhausumfeld sein. Staphylokokken sind perfekt kugelförmige Zellen mit einem Durchmesser von etwa 1 Mikrometer. Die Staphylokokken wachsen in Clustern, weil sich die Zellen sukzessive in drei senkrechte Ebenen teilen, wobei die Schwesterzellen nach jeder sukzessiven Teilung aneinander befestigt bleiben. Da der genaue Anheftungspunkt von Schwesterzellen möglicherweise nicht innerhalb der Teilungsebene liegt und die Zellen ihre Position geringfügig ändern können, während sie angeheftet bleiben, ist das Ergebnis die Bildung eines unregelmäßigen Zellhaufens.

Die Form und Konfiguration der grampositiven Kokken hilft, Staphylokokken von Streptokokken zu unterscheiden. Streptokokken sind leicht längliche Zellen, die normalerweise in Ketten wachsen, weil sie sich nur in einer Ebene teilen, ähnlich einem Bazillus. Ohne Mikroskop ist der Katalase-Test wichtig, um Streptokokken (katalase-negativ) von Staphylokokken zu unterscheiden, die starke Katalase-Produzenten sind. Der Test wird durch Zugabe von 3% Wasserstoffperoxid zu einer Kolonie auf einer Agarplatte oder Schrägagar durchgeführt. Katalase-positive Kulturen produzieren O2 und blase auf einmal. Der Test sollte nicht auf Blutagar durchgeführt werden, da Blut selbst Katalase enthält.

ABBILDUNG 1. Gram-Färbung von Staphylococcus aureus bei pustulösem Exsudat


Tabelle 1. Wichtige phänotypische Eigenschaften von Staphylococcus aureus

Gram-positiver, clusterbildender Kokken
unbeweglich, nicht sporenbildend fakultativ anaerob
Fermentation von Glukose produziert hauptsächlich Milchsäure
fermentiert Mannit (unterscheidet sich von S. epidermidis)
Katalase positiv
Koagulase positiv
goldgelbe Kolonie auf Agar
normale Flora des Menschen auf Nasenwegen, Haut und Schleimhäuten
Krankheitserreger des Menschen, verursacht eine Vielzahl von eitrigen Infektionen sowie Lebensmittelvergiftungen und das toxische Schocksyndrom


Schau das Video: Staphylococci. Microbiology. (Kann 2022).