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Viele Wege führen zum Ziel

Die Evolution hat unabhängig voneinander bei zwei völlig unterschiedlichen Tierarten das gleiche Gift hervorgebracht. Die Nördliche Kurzschwanzspitzmaus sowie die Skorpion-Krustenechse bilden ein sehr ähnliches tödliches Enzym, um ihre Beute zu lähmen und zu töten. Demnach hat sich aus dem harmlosen Enzym Kallikrein mindestens zweimal im Laufe der Evolution ein tödlicher Wirkstoff entwickelt.

Die Wissenschaftler verglichen zunächst das Gift der Nördlichen Kurzschwanzspitzmaus Blarina brevicauda mit dem ihm verwandten Enzym Kallikrein, das im Speichel vieler Lebewesen vorkommt und im Fall eines Bisses auf die Beute blutverdünnend wirkt. Größte Unterschiede zwischen dem harmlosen und dem giftigen Enzym fanden die Forscher im sogenannten aktiven Zentrum ? jenem Bereich des Enzyms, in dem die eigentliche Reaktion stattfindet. Bei der toxischen Variante war dieses größer, flexibler und zusätzlich positiv geladen. Damit werden die chemischen Reaktionen weiter beschleunigt und es können auch große Moleküle in den chemischen Prozess eingebunden werden. Mit diesen erweiterten katalytischen Eigenschaften wirkt das Enzym als Gift und führt bei der Beute der Spitzmaus zu Lähmungen.

Diese Änderungen des Kallikreins traten in der Evolution mindestens zweimal auf, fanden die Forscher bei Untersuchungen am Gift der Skorpion-Krustenechse Heloderma horridum heraus. Deren Wirkstoff nutzt auf die gleiche Art wie das tödliche Enzym der Spitzmaus ein verändertes aktives Zentrum und ähnelt dem Kallikrein. „Es ist bemerkenswert, dass die gleiche Art der Änderung unabhängig voneinander stattgefunden hat und das gleiche Gift als Ergebnis herauskommt“, kommentiert Hopi Hoekstra, eine der beteiligten Forscherinnen, die Ergebnisse. Die Studie über die beiden Giftstoffe helfe zu verstehen, wie sich neue Proteineigenschaften entwickelt haben, sagen die Wissenschaftler. Ihre Erkenntnisse zeigten auch, dass die Evolution tierischer Giftstoffe vorhersehbar sei.

Yael Aminetzach (Harvard-Universität) et al.: Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2009.09.022 ddp/wissenschaft.de ? Jessica von Ahn
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