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Bakterientoxine

Natürlich vorkommende Insektizide

Bt-Toxin aus Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis (Bt) ist ein im Boden lebendes, Endosporen bildendes Bakterium. Es produziert ein Toxin, das in der Landwirtschaft als sicheres und wirksames Bio-Pestizid eingesetzt wird und das nach dem gegenwärtigen Stand der Forschung für den Menschen ungiftig ist. Das Bt-Toxin richtet sich gegen bestimmte Spezies, vor allem gegen die Raupen des Maiszünslers, und ist besonders in Fällen von starkem Insektenbefall nützlich. Es dringt in die Larven der Insekten ein und zerstört die Darmwand der Schädlinge. Nach Isolierung des Gens wurden transgene Mais- und Kartoffelpflanzen hergestellt, die das Bt-Toxin während des gesamten Pflanzenwachstums kontinuierlich exprimieren und diesen Pflanzen somit durch genetische Manipulation eine Resistenz gegen Insekten verleihen. Die 3D-Struktur des kristallisierten δ-Endotoxins ist mittels Röntgen-Strahlung bestimmt worden. Danach besteht dieses auch als Cry III A bezeichnete Toxin aus drei Domänen, denen bestimmte Funktionen zuordenbar sind (siehe folgende Tabelle).

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Abb.1
δ-Endotoxin aus Bacillus thuringiensis

PDB-Code: 1DLC

Domänen des δ-Endotoxins aus Bacillus thurigiensis tenebrionis, Strukturmerkmale und ihre Funktion (CATH-Kassifizierung)
DomäneStrukturmerkmalFunktion
1dlcA01: C-terminale Domänesieben α-Helicesrelevant für die Bildung von Membranporen
1dlcA02: mittlere Domänedrei antiparallele β-Flächen; β-Prisma- I-Struktur, Jelly Rollsessentiell für die Bindung an den Rezeptor der Wirtszellmembran, Galactose-bindend, insektizid
1dlcA03: N-terminale Domänezwei β-Faltblatt-StrukturenStabilität, Schutzfunktion vor Proteasen, insektizid

Literatur

Li, J. D.; Carroll, J.; Ellar, D. J. (1991): Crystal Structure of Insecticidal Delta-Endotoxin from Bacillus thuringiensis at 2.5 Å resolution. In: Nature. 353 , 815-821
(1997): Biology of Microorganisms. T. Brock D. M. Madigan T. J. Martinko M. J. Parker (Hrsg.). 8th ed.Prentice Hall Int., Inc., ISBN: 0-13-571225-4

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