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mellitine
Strukturformel und Molekülmodell
Strukturformel von Mellitine
Allgemeines
Molekularformel	C131huh229Nein39Ö31
Molmasse	2846,46266 G/Maulwurf
CAS-Nummer	37231-28-0
PubChem	16133648
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mellitine (aus dem Griechischen melitta, Biene^[Quelle?] ) ist der Hauptbestandteil (50-70%) der Toxin des Honigbiene (Apis mellifera). Es gibt Homologe des Mellitins, das in anderen Arten der aculeata, das Unterordnung der Stachelträger innerhalb der Auftrag der Hymenopteren, zu der neben der Honigbiene auch die Limonade Wespe gehört. Mellitin ist ein Dimer aus zwei Polypeptide mit ziemlich kurz Peptidketten mit einer Länge von 26 Aminosäuren. Das Mellitin im Bienengift macht es Zellmembran von rote Blutkörperchen im Körper gebrochen. Außerdem lässt das Gift den Blutdruck sinken und den Körper StresshormonCortisol befreit. Das Mellitin ist die Hauptursache für die Schmerzen bei a Bienenstich. Mellitin wird von Bienen als Abwehr verwendet, einige Wespen benutze es auch um Beute zu lähmen.

Mellitin wird zusammen mit anderen Giftstoffen in der Giftdrüse der Bienen und bei Bedrohung durch die Bienen produziert Engel einem Feind injiziert. Beim Menschen sinkt das Gift nach einem Bienenstich unter die Epidermis, in dem Unterhautgewebe, gerecht.

Mellitin gehört zur porenbildenden Gruppe der Giftstoffe.^[1]

Positive Anwendung von Mellitin

Abbildung 1: Mögliche Ziele von Mellitin in einer Zelle.

Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass Mellitine Tumorzellen in vitro bestand das problem darin, dass es auch gesunde körperzellen angreift. Durch Forschung in der Nanotechnologie Dafür wurde nun eine Lösung gefunden. Die Forscher verknüpfen das Mellitin mit Nanopartikeln, die gezielt hergestellt werden können, um Tumorzellen im Körper zu lokalisieren. Wenn die Tumorzellen lokalisiert sind, wird dann das Mellitin freigesetzt und es zerstört die Zellmembran der Tumorzelle, so dass die Toxizität für gesunde Zellen gleich Null ist. Wenn solche Krebsbehandlungen so wirken, wie heute angenommen, bedeutet dies, dass Patienten sich keiner schweren Chemotherapie mehr unterziehen müssen. Das schwächt die Patientin deutlich weniger als sonst. Es wurden bereits Versuche an Mäusen mit Formen von Brustkrebs und Hautkrebs durchgeführt. Diese Experimente zeigten, dass das Wachstum der Tumore aufhörte und in anderen Fällen schien das Mellitin die Tumore sogar zu schrumpfen. Das Experiment zeigte auch, dass es praktisch keine Toxizität für gesunde Zellen gab. Die Theorie wird daher derzeit von der Praxis unterstützt, aber es müssen noch viele Tests durchgeführt werden, bevor diese Behandlungen als Arzneimittel eingesetzt werden können.^[2]

Darüber hinaus wird das Mellitin auch für die sogenannte Bienentherapie verwendet, bei der Menschen das Gift von der Biene oder durch eine Spritze gespritzt bekommen. Diese Behandlung wird bei Rheumapatienten angewendet, die Wirkung beruht auf dem Hormon Cortisol.^[3]

Derzeit wird an den Einsatzmöglichkeiten von Mellitin gegen Infektionen durch Mikroorganismen geforscht. Da Mellitin Zellmembranen zerstören kann, tötet es auch verschiedene Arten von Mikroorganismen ab. Problematisch bei dieser Therapieform ist auch, dass das Mellitin auch auf die Körperzellen einwirkt.^[4]

Laboruntersuchungen aus dem Jahr 2013 zeigten, dass Mellitin HIV können zerstören, indem sie Löcher in die Hülle des Virus stechen.^[5][6]

Auswirkungen von Mellitin auf die Zellmembran

Mellitin kann die Zellmembran haben. Dies hängt von der Zusammensetzung der Doppelschicht, der Peptidkonzentration, dem pH-Wert, dem Vorhandensein oder Fehlen eines Membranpotentials und dem Hydratationsgrad der Doppelschicht ab amphipathisch Charakter ist dies eine besondere Eigenschaft eines Transportproteins.

Hämolytische Aktivität: Eine wichtige charakteristische Wirkung von Mellitin ist seine hämolytische Aktivität. Bei einer Konzentration von mehr als 1 µg/ml bindet es an Erythrozyten und verstärkt dadurch die Freisetzung von Hämoglobin. Es gibt mehr als 1,8 × 10⁷ Bindungsstellen für Mellitin pro Erythrozyten. Auch hier wird zwischen Low-Kinetic-Phase und High-Kinetic-Phase unterschieden. In der Hochphase kommt es zu einer Ansammlung von Mellitin an der Außenseite der Zelle. Wenn Reparaturprozesse in der Zelle stattgefunden haben, geht die High-Phase in die Low-Phase über.

Spannungsgesteuerte Kanalbildung: Mellitin erhöht die Permeabilität von Membranen und führt zu einem negativen Membranpotential. Dies liegt daran, dass Mellitin hauptsächlich die Permeabilität von Anionen erhöht. Es ist wahrscheinlich, dass der positiv geladene C-Terminus für diese Änderung verantwortlich ist. Mellitin verbindet sich mit anderen Mellitinmolekülen, um ein Tetramer zu bilden. Dieses Tetramer hat die Form eines Kanalproteins. Bei der Kanalbildung sind alle vier Mellitinmoleküle in einer -helikalen Struktur angeordnet, außerdem kann sich Mellitin unter dem Einfluss des Membranpotentials durch die Membran bewegen. Aufgrund des negativen Potentials kann das Peptid auch eine Proteolyse verursachen.

Eine weitere Wirkung von Mellitin auf die Membran ist die Bildung von Micellen. Die Bildung dieser Mizellen schwächt und baut die Membran ab. Dieser Effekt tritt bei einem Konzentrationsverhältnis von 3-6% Peptid/Lipid (mol/mol) auf.^[7]

Bienengiftallergie

Allergien gegen Bienengift treten tatsächlich vor allem bei Menschen auf, die mehrmals gestochen wurden. Dadurch kommt es vor allem bei Imkern und der unmittelbaren Umgebung von Bienenvölkern vor. Ein Bienenstich verursacht normalerweise nur einen kleinen geschwollenen Fleck auf der Haut und einen starken lokalen Schmerz an dieser Stelle. Bei einer Allergie gibt es jedoch schwerwiegendere Symptome wie: größere entzündete Oberflächen, starke Schmerzen, Ohnmacht und Sehverlust. Diese Symptome treten in der Regel innerhalb von 10 Minuten nach dem Bienenstich auf.Eine Bienenallergie kann auch durch einen Test der IgE-Antikörper festgestellt werden. Dies zeigt, ob der Patient schon einmal allergisch reagiert hat. Auch die Stärke der allergischen Reaktionen kann mit nachfolgenden Stichen zunehmen.Es gibt auch Behandlungen für die Bienenallergie, am häufigsten wird die Immuntherapie eingesetzt. Dem Patienten wird zunächst eine sehr kleine Dosis Bienengift injiziert, danach wird in konstanten Abständen immer mehr Gift verabreicht. Dadurch baut der Patient langsam eine Resistenz gegen das Gift auf.^[8]

Biosynthese von Mellitin

Dieser giftige Stoff wird in der Giftdrüse der Honigbiene ausgeschieden Apis mellifera produziert. Diese Drüse hat eine Y-förmige Struktur mit einem Giftsack am Ende. Das wässrige Sekret dieser Drüse enthält Peptide, Enzyme und andere Komponenten, wobei Mellitin den Hauptgiftstoff darstellt.Mellitin kommt in zwei natürlichen Formen vor. Das Hauptprodukt (90-98%) enthält eine freie primäre α-Aminogruppe am Glycin am N-Terminus. Das Nebenprodukt hat einen formylierten N-Terminus am Glycin.Mit radioaktiv markierten Aminosäuren kann man erkennen, dass Mellitin aus seinem Vorläufermolekül Pro-Melittin gebildet wird. Durch Zugabe von Cycloheximin kann die Synthese von Promellitin gehemmt werden Die Dieptidylpeptidase 4 wird für die Produktion von Mellitin aus Promellitin benötigt. Dieser schneidet schrittweise Aminosäuren aus dem Vorläufermolekül, um Mellitin zu bilden, das Vorläufermolekül wird aus dem MELT-Gen transkribiert.^[9]

Stimulation einer Immunantwort durch Mellitin

Das Protein Mellitin besitzt an seinem N-terminalen Ende 19 Aminosäuren, die einen hydrophoben Charakter haben. Dies bedeutet, dass das Protein mit diesem Teil gerne in einer Membran sitzt, wo es mit rezeptorgesteuertem Ca . interagieren kann² - Kanäle. Durch diesen Vorgang werden die Kanäle in der neutrophilen Membran geöffnet, woraufhin ein extrazellulärer Calciumeinstrom stattfindet.^[10] Dadurch wird die Calciumkonzentration im Zytoplasma stark erhöht Mit Hilfe des Einstroms werden sekretorische Phospholipase A2 Enzyme (sPLA2) je nach Peptid/Phospholipid-Verhältnis aktiviert oder gehemmt.^[11]. Das sPLA2 sorgt dann für die Umwandlung von Glycerin in In in der Plasmamembran der Zellen Arachidonsäure (AA), eine mehrfach ungesättigte ω-6-Fettsäure, die auch als zweiter Bote kann arbeiten. AA stimuliert dann die Phospholipase C zu Eicosanoide erschaffen. Dieser Vermittler hat Einfluss auf Cyclooxygenasen (COX) oder Lipoxygenasen (LOX), die eine Synthese von Prostaglandine und Leukotriene, beziehungsweise. Beide produzierten Gruppen haben unterschiedliche infektiöse Wirkungen, wobei Prostanoide hauptsächlich für lokale Symptome verantwortlich sind, während die Leukotriene als Chemoattraktant sehr wichtig sind. Das synthetisierte Leukotrien B4 sorgt somit für einen Fluss von Leukozyten, wie Makrophagen und Lymphozyten, die zur eigentlichen Immunantwort führen.