Gram-Positive Pathogene Flashcards
Internalisierte Toxine (aß5-Toxine)
- Cholera Toxin, vom Vibrio cholerae. Toxin wirkt auf Gs-Protein und führt zu Wasserverlusst (Diarrhö)
- Heat-labile Enterotoxin, von E.coli-Stämmen, wirkt ebenfalls auf Gs-Protein, und hat gleiche Symthomatik wie Cholera Toxin
Internalisierte Toxine (Shiga Toxin)
- Shiga Toxin, von Shigella spp
- Shiga-like Toxin von E.coli-Stämmen
diese beiden Toxine wirken auf die 28S rRNA und führt zum Zelltod. Diese Krankheit wird Bakterienruhr genannt.
Internalisierte Toxine (Pertussis Toxin [ab2gde]alles auf Griechisch)
Pertussis Toxin (ab2gde) von Bordetella persussis, wirkt auf Gi-Protein und beeinflusst das Hormonsystem. Krankheit wird Keuchhusten genannt.
Internalisierte Toxine (andere Untereinheitenzusammensetzung)
-Diphtheria Toxin (ab), von Coryneb. diphteriae führt zu Zelltod, die Krankheit wird Diphtherie genannt.
- Edema Toxin (a3b7), von Baccillus anthracis, greift Enzyme an und frührt zu Wasseransammlung
- Lethal Toxin (a3b7), von Baccillus anthracis, greift MAPK-Kinasen an, führt zu Zelltod.
Diese Krankheit wird Milzbrand genannt.
Actinobakterien
- Diphtherie wird aus gelöst von Corynebacterium diphtheriae
- Tuberkulose von Mycobacterium tuberculosis
- Lepra (Aussatz) von Mycobacterium leprae
Corynebacterium diphtheriae
löst Diphtherie aus, ist ein Gram + MO’s mit einem hohe n G-C Gehalt (50-75%)
Es ist ein wichtiger Antibiotika-Produzent, der keine Äußere Membran, aber eine Hydrophobe Zellwand.
Es bildet Exosporen aus.
Diphtherie
auch Krupp-Husten, Corynebacterium diphtheriae
- Infektion der des Rachens mit gelblich-weißen Belag
- wird über Tröpfchen-Infektion Übertragen
- Impfung ist die beste Prophylaxe
Toxin der Diphtherie
Diphtherietoxin
greift den Translations-Elongationsfaktor EF2/ EF-TU.
Diphtherietoxin
ist eine Peptid-Sequenz, die besteht aus A und B.
A und B sind über SS-Brücke verbunden.
Auf A ist die ADP Ribosyl-Transferase
Auf B ist sind Location und Rezeptor Domänen.
ADP Ribosylierung
mit Diphtherie Toxin:
Translation Elongation Factor EF-2/EF-TU ( Diphtahmin)
bindet Histidin. Das Histidin wird dann von einem NAD+ (ohne Nikotinamid) kovalent gebunden.
ADP-Ribosylierende Toxoine
Diphtherietoxin Exotoxin A Choleratoxin Hitze-labiles Enterotoxin Pertussis Toxin
Tuberkolose
Mycobacterium tuberculosis
- Chronischer Husten mit blutigem Sputum, Fieber, Nachtschweiß, Gewichtsverlust
- Tröpfchen-Infektion
Mycobacterium tuberculosis
• Langsames Wachstum: Verdoppelungszeit 16-20 h
• High-G+C Gram-positive
• Zellwand mit Mykolsäuren und Arabinogalactan
• Intrinsische Antibiotika-Resistenz
• Invasion von Makrophagen
• Granulombildung in Lunge als Ergebnis der
Immunantwort
Zellwand von Mycobacterium
über der Murein-Schicht ist eine Polyarabinogalactan-Schicht, auf der wieder um Mycoli acids sind.
Mycolic acids: sind langkettige, verzweigte Fettsäuren, die in Zellwänden von Mykobakterien vorkommen
Tuberkulose Therapie
Unkomplizierte Antibiotika-sensitive Lungen-TB
gibt man einen Mix aus 4 Wirkstoffen, für 2 Monate
- Isoniazid: —>Mycolsäure-Biosynthese
- Rifampicin:—> RNA-Polymerase
- Pyrazinamide:—> ribosomales Protein S1
- Ethambutol: —> Mycolsäure-Biosynthese
nach danach gibt man nur noch Isoniazid und Rifampicin für weitere 4 Monate
Tuberkulose Therapie Multi-Drug-Resistant
Multi-Drug-Resistant (MDR) Tuberculosis
gibt man 18-24 Monate mit 4-6 Wirkstoffen und Fluorochinolon (ein Gyrase ≈ Topoisomerase-Hemmstoff)
Tuberkolose Prävention
Isolation von Patienten mit offener Tuberkulose
Impfung mit:
Bacille Calmette–Guérin (BCG) Lebendimpfstoff, gefährlich für kranke Patienten
Test auf Tuberculin-Empfindlichkeit, Glycerin-Extrakt vom M. tuberculosis wird suchten injiziert
2-3 Tage später wird Test ausgewertet. Bei Schwellung positiv.
Firmicutes
Die Firmicutes bilden zusammen mit den Actinobacteria die große Gruppe der Gram-positiven Bakterien. Sie unterscheiden sich von den Actinobakterien jedoch unter anderem durch ihren niedrigeren GC-Gehalt.
Viele können widerstandsfähige Endosporen bilden, einige leben phototroph, manche Arten syntroph, andere spielen als Krankheitserreger eine wichtige Rolle.
Firmicutes Vertreter
Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Bacillus und Clostridium.
Firmicutes
Str. salivarius
Staph. aureus,
Staph. epidermides
B. subtilis
Firmicutes (Streptococcus, Enterococcus, Staphylococcus)
Merkmale
- Kugelige Zellen, in Paaren, Ketten, oder Haufen, nicht beweglich
- Low-G+C Gram+
- Teichonsäuren
- Häufig Kapseln
- Fakultativ anaerob
- Normalerweise Bestandteil der Haut-, Schleimhaut- und/oder Darmflora des Menschen
Merkmale: (Streptococcus, Enterococcus, Staphylococcus)
Streptococcus Enterococcus
obligatorisch fermentative Milchsäurebakterien homo- oder heterofermentativ
Paare oder Kettenkokken
Str. pneumoniae
Pneumonie, Meningitis, Mittelohrentzündung, Lungenentz., Hirnhautentz.,
Prävention: Kapselmaterial mit Diphtherietoxin kovalent binden.
Str. pyogenes
Scharlach, Rheumatisches Fieber,
Impfungen Streptokokken
Neue Vaccine durch Konjugat mit Diphtherietoxin – Herdimmunität
- Für weitgehenden Schutz vor Epidemien Impfraten von >80 – 95% erforderlich
Neurotoxische Clostridien
Clostridium botulinum (Bacillus botulinus)
Merkmale
• anaerob, Gram-positiv sporenbildende Stäbchen
• Saccharolytische Clostridien und peptolytische Clostridien
• Wenige human-pathogene Vertreter
• Virulenz-steigernde Eigenschaften:
- Endosporen hochgradig resistent
- Sehr schnelles Wachstum unter anaeroben Bedingungen - Aminosäuren als Nährstoffe bei peptolytischen Clostridien - Große Zahl an Neuro-, Entero- und histolytischen Toxinen
C. perfringens
Wachstum in traumatisierten Geweben,
–>Nekrosen, Bildung von Gasbläschen ==> Gasbrand
C. tetani
Wachstum in traumatisierten Geweben, Neurotoxinbildung –>Wundstarrkrampf. ==> Tetanus
- Lange, dünne Stäbchen, G+, beweglich, peritrich begeißelt
- Toxin = Zink-Protease
- Toxin wird vom Motor Neutron –> zur Synapse der Inhibitory .. –> Toxin blockiert die Freisetzung von Glycin ==> Muskel kontrahiert ständig
C. botulinum
Lebensmittelvergiftung: Neurotoxinaufnahme (Nahrung), Lähmung der Muskulatur ===> Botulismus
• Toxine = Zink-Proteasen
-Präsynaptische Blockade der Acetylcholin Freisetzung
Die 3 giftigsten Naturstoffe
Botulinustoxin Clostridium botulinum
Tetanustoxin Clostridium tetani
Diphterietoxin. Coryneb. diphtheriae
Erst auf Platz 5 ist Aflatoxin B1 vom Aspergillus spp.
Staatliche B-Waffenforschung: Großbritannien
Gruinard Island (“Anthrax Island”):
1942 Milzbrandexperiment: Schafe nach Gruinard Island (NW Scotland)
Milzbrandfreisetzung mit Granate: Nach drei Tagen fingen die Schafe an zu sterben
Biologische Agentien als B-Waffen
Am meisten erforscht Milzbrand durch Bacillus anthracis
Pockenvirus als B-Waffe
Das isolierte Botulinum toxin als B-Waffe
Anthrax = Milzbrand
- Erreger: Bacillus anthracis
* Typische Wirte: Rind, Schaf, Ziege ,Mensch nach Exposition mit infiziertem Material:
Milzbrand: Wege der Infektion
- Hautmilzbrand. (95%): Geschwürbildung an kleinen Verletzungen, Schwellung 20% letal
- Lungenm.: Atemwege, erst erkältungs- ähnlich, dann Pneumonie mit Atem- problemen und Ödemen. Schock nach mehreren Tagen, Letalität 80-90%
- Darmmilzbrand: Infiziertes Fleisch, schwere Enteritis, blutige Durchfälle und Erbrechen, Letalität 25-60 %
Bacillus anthracis Virulenzfaktoren
-DIe Kapsel aus: Kapsel Biosyntheseproteine
(Poly-g-Glutamat)
- EF: edema factor cAMP-Cyclase
- LF: lethal factor. Zn- Protease
- PA: protective antigen. Bindung/Transferase
Protective Antigen (PA)
Formt eine transmembran ß-Barrel
und katalysiert die Aufnahme der Toxine in die Zellen
Edema Toxin (EdTx)
Edema Factor + Protective Antigen
CaM and Ca2+- dependent adenylyl cyclase
Elevates cAMP levels in macrophages
Main role in pathogenesis: Impairment of phagocyte function
Lethal Toxin (LeTx)
Lethal Factor + Protective Antigen
Zn+2 metalloproteinase that cleaves MAPKK
Causes hyperinflammatory condition in macrophages
