Brefeldin A

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Strukturformel
Struktur von Brefeldin A
Allgemeines
Name Brefeldin A
Andere Namen

γ,4-Dihydroxy-2-(6-hydroxy-1-heptenyl)-4-cyclopentancrotonsäure-λ-lacton

Summenformel C16H24O4
CAS-Nummer 20350-15-6
PubChem 5287620
Kurzbeschreibung

weißes bis gelbweißes kristallines Pulver [1]

Eigenschaften
Molare Masse 280,36 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
06 – Giftig oder sehr giftig

Gefahr

H- und P-Sätze H: 301
P: 301+310 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2][1]
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: 22
S: keine S-Sätze
Toxikologische Daten

275 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Brefeldin A (Abkürzung: BFA) ist ein Lacton-Antibiotikum, das von Pilzen wie Eupenicillium brefeldianum synthetisiert wird und ursprünglich als ein antivirales Therapeutikum isoliert wurde.[3] Heutzutage wird es hauptsächlich in der medizinischen und biologischen Forschung zur Untersuchung des Proteintransportes eingesetzt.[4]

BFA induziert retrograden Transport vom Golgi-Apparat zum Endoplasmatischen Retikulum, wodurch es zu einer Akkumulation von Proteinen (zum Beispiel von Interferon γ) im Endoplasmatischen Retikulum kommt. Brefeldin A scheint dabei an einem bestimmten GTP-Austauschfaktor anzugreifen, der für die Aktivierung der GTPase Arf1p verantwortlich ist.[5]

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Löslichkeit:

Die Wirkung von Brefeldin A[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Brefeldin A wirkt in kürzester Zeit als Zellgift: Der Golgi-Apparat zerfällt und wandelt sich zum Endoplasmatischen Retikulum (ER). [7] Wegen dieser Charakteristik ist Brefeldin ein wirksamer Hemmstoff der Sekretion einer Zelle: Proteine, die sezerniert werden sollen, werden im ER translatiert, reifen im Golgi und in Post-Golgi-Kompartimenten und werden schließlich durch Vesikelfusion mit der Zellmembran freigesetzt.

Brefeldin A hemmt Proteine, die ADP-Ribosylierungsfaktoren aktivieren, die sogenannte Arfs. Im ER werden durch kleine, GTP-beladene G-Proteine der Arf-Familie Protein-Komplexe organisiert, sogenannte Coats. Die Coats helfen, notwendige Transportmoleküle auszuwählen und wirken als Gerüst, an dem Vesikel abgeschnürt werden.[8] Auf dem Weg vom ER zum Golgi hin werden solche Vesikel erst vom ER abgeschnürt und dann in den Golgi eingelagert (Zisternenreifung oder anterograder Transport); umgekehrt werden in gleicher Weise auch Proteine in Vesikeln zur Wiederverwendung vom Golgi zurück zum ER geschleust (retrograder Transport).[9] Die Bildung solcher Vesikel hängt von der COP-I-Zusammenlagerung durch Arf1-GTP ab. Brefeldin-A-Hemmung von Arf1 löst die COP-I-Vesikel auf, läßt den Golgi kollabieren und lagert die betroffenen Proteine wieder in das ER ein. [7]

Durch GTP-spaltende GTPase wird das aktive Arf1-GTP zum inaktiven Arf1-GDP umgewandelt. Arf1-GPD wiederum tauscht, vermittelt durch Sec7-GDP-GTP-Austauschfaktoren, GDP wieder gegen GTP aus. Brefeldin A blockiert den GDP-GTP-Austausch, indem es den Arf1-GDP:Sec7-Komplex stabilisiert und damit inaktiviert.[10] Dies war das erste Beispiel dafür, dass ein Toxin ein Protein in einer Falle fängt und so seine Funktion eliminiert. [11]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e Datenblatt Brefeldin A bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 14. März 2011 (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben
  2. Für Stoffe ist seit dem 1. Dezember 2012, für Gemische seit dem 1. Juni 2015 nur noch die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung gültig. Die EU-Gefahrstoffkennzeichnung ist daher nur noch auf Gebinden zulässig, welche vor diesen Daten in Verkehr gebracht wurden.
  3. Tamura G, Ando K, Suzuki S, Takatsuki A, Arima K: Antiviral activity of brefeldin A and verrucarin A. In: J Antibiot. 21, Nr. 2, Februar 1968, S. 160–161. PMID 4299889.
  4. Klausner RD, Donaldson JG, Lippincott-Schwartz J: Brefeldin A: insights into the control of membrane traffic and organelle structure. In: J. Cell Biol.. 116, Nr. 5, März 1992, S. 1071–80. doi:10.1083/jcb.116.5.1071. PMID 1740466. PMC 2289364 (freier Volltext).
  5. Rajamahanty S, Alonzo C, Aynehchi S, Choudhury M, Konno S: Growth inhibition of androgen-responsive prostate cancer cells with brefeldin A targeting cell cycle and androgen receptor. In: Journal of Biomedical Science. 17, Nr. 1, 2010, S. 5. doi:10.1186/1423-0127-17-5. PMID 20102617. PMC 2843609 (freier Volltext)..
  6. Physikalische Eigenschaften: Brefeldin A − Produktinformation der Firma Fermentek
  7. a b N. Sciaky, J. Presley, C. Smith, K. J. Zaal, N. Cole, J. E. Moreira, M. Terasaki, E. Siggia, J. Lippincott-Schwartz: Golgi tubule traffic and the effects of brefeldin A visualized in living cells. In: The Journal of cell biology. Band 139, Nummer 5, Dezember 1997, S. 1137–1155, PMID 9382862, PMC 2140213 (freier Volltext).
  8. Randy Schekman, L. Orci: Coat proteins and vesicle budding. In: Science. Band 271, Nummer 5255, März 1996, S. 1526–1533, PMID 8599108 (Review).
  9. B. S. Glick, V. Malhotra: The curious status of the Golgi apparatus. In: Cell. Band 95, Nummer 7, Dezember 1998, S. 883–889, PMID 9875843.
  10. A. Peyroche, B. Antonny, S. Robineau, J. Acker, J. Cherfils, C. L. Jackson: Brefeldin A acts to stabilize an abortive ARF-GDP-Sec7 domain protein complex: involvement of specific residues of the Sec7 domain. In: Molecular cell. Band 3, Nummer 3, März 1999, S. 275–285, PMID 10198630.
  11. P. Chardin, F. McCormick: Brefeldin A: the advantage of being uncompetitive. In: Cell. Band 97, Nummer 2, April 1999, S. 153–155, PMID 10219235 (Review).

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Brefeldin A – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien