Synthese und Cytotoxizität membranpermeabler Phallotoxine
type: CreativeWork
description: Die Phallotoxine, eine Familie F-Aktin stabilisierender, giftiger Peptide aus dem Grünen Knollenblätterpilz (Amanita phalloides), lassen sich aufgrund ihrer schlechten Membran-permeabilität nur bedingt zur Untersuchung lebender Zellen verwenden. Wie diese Arbeit zeigt, können jedoch durch Kopplung an verschiedene Liganden Phallotoxin-Derivate mit hoher Membranpermeabilität erhalten werden. Insbesondere drei Strategien verbesserten die Translokation der Toxinderivate in das Zellinnere ohne Verlust der biologischen Aktivität: (1) Die Erhöhung der Hydrophobizität der Toxine durch Veresterung mit Fettsäuren; (2) die Bindung von kationischen Polymeren wie Polylysin; und (3) die Kopplung an trojanische Peptide, wie HIV-Tat-Peptid oder Arginin8, über Disulfid-haltige Linker. Alle drei Strategien lieferten Phallotoxin-Derivate mit Cytotoxizitäten, die bis zu 1000-mal höher waren als die des natürlichen Phalloidins. Die Cytotoxizität wurde anhand der Proliferationshemmung in Mausfibroblasten-Kulturen bestimmt, wobei für Oleoyl-Phalloidin, Tat-SS-Phalloidin und Poly-L-Lysin-Phalloidin IC50-Konzentrationen von 2.5 µM, 3.8 µM bzw. 3.1 µM erhalten wurden (Phalloidin >1000 µM). Da die Affinität von Oleoyl-Phalloidin und Tat-SS-Phalloidin für F-Aktin gering ist (bis zu 40-mal geringer als Phalloidin), kann man von einer hydrolytischen Abspaltung des Toxins durch zelluläre Esterasen im Oleoyl-Phalloidin, bzw. einer Reduktion der Disulfidbrücke im Tat-SS-Phalloidin ausgehen. Fluoreszenz-mikroskopische Untersuchungen zeigten, daß die Aufnahme bei allen Derivaten über eine nicht-spezifische, adsorptive Endocytose erfolgt. Dabei wurden die modifizierten Phallotoxine an die Zellmembran gebunden, entweder über hydrophobe oder elektrostatische Wechselwirkungen, anschließend in Vesikeln internalisiert und gespalten, und schließlich über einen unbekannten Transportweg ins Cytosol transportiert. Es stellte sich heraus, daß die vieldiskutierte, permeationsvermittelnde Wirkung der sogenannten …
abstract: Die Phallotoxine, eine Familie F-Aktin stabilisierender, giftiger Peptide aus dem Grünen Knollenblätterpilz (Amanita phalloides), lassen sich aufgrund ihrer schlechten Membran-permeabilität nur bedingt zur Untersuchung lebender Zellen verwenden. Wie diese Arbeit zeigt, können jedoch durch Kopplung an verschiedene Liganden Phallotoxin-Derivate mit hoher Membranpermeabilität erhalten werden. Insbesondere drei Strategien verbesserten die Translokation der Toxinderivate in das Zellinnere ohne Verlust der biologischen Aktivität: (1) Die Erhöhung der Hydrophobizität der Toxine durch Veresterung mit Fettsäuren; (2) die Bindung von kationischen Polymeren wie Polylysin; und (3) die Kopplung an trojanische Peptide, wie HIV-Tat-Peptid oder Arginin8, über Disulfid-haltige Linker. Alle drei Strategien lieferten Phallotoxin-Derivate mit Cytotoxizitäten, die bis zu 1000-mal höher waren als die des natürlichen Phalloidins. Die Cytotoxizität wurde anhand der Proliferationshemmung in Mausfibroblasten-Kulturen bestimmt, wobei für Oleoyl-Phalloidin, Tat-SS-Phalloidin und Poly-L-Lysin-Phalloidin IC50-Konzentrationen von 2.5 µM, 3.8 µM bzw. 3.1 µM erhalten wurden (Phalloidin >1000 µM). Da die Affinität von Oleoyl-Phalloidin und Tat-SS-Phalloidin für F-Aktin gering ist (bis zu 40-mal geringer als Phalloidin), kann man von einer hydrolytischen Abspaltung des Toxins durch zelluläre Esterasen im Oleoyl-Phalloidin, bzw. einer Reduktion der Disulfidbrücke im Tat-SS-Phalloidin ausgehen. Fluoreszenz-mikroskopische Untersuchungen zeigten, daß die Aufnahme bei allen Derivaten über eine nicht-spezifische, adsorptive Endocytose erfolgt. Dabei wurden die modifizierten Phallotoxine an die Zellmembran gebunden, entweder über hydrophobe oder elektrostatische Wechselwirkungen, anschließend in Vesikeln internalisiert und gespalten, und schließlich über einen unbekannten Transportweg ins Cytosol transportiert. Es stellte sich heraus, daß die vieldiskutierte, permeationsvermittelnde Wirkung der sogenannten …
author: Anderl, Jan
date published: 2003-10-24
date modified: 2026-07-24T02:29:42Z
provider: Universität Heidelberg
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: Universität Heidelberg