Spinnengift als hochwirksames Insektizid

Als Jäger eines umfangreichen Spektrums von Insekten setzen Spinnen zu deren Überwältigung und Verdauung komplexe Stoffgemische ein, die sie durch ihre Kieferklauen (Cheliceren) in die Beutetiere injizieren. In toxikologischen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Spinnengifte einzelner Spinnen mehr als 1000 giftige Peptide enthalten können; die meisten davon dürften für Insekten schädlich sein.

Bestimmte Insekten können unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten bei der Herstellung von Nahrungsmitteln und deren Lagerung einen großen Schaden anrichten. Da viele dieser schädlichen Insekten gegen Insektizide Resistenzen entwickelt haben, wird intensiv nach neuen Peptiden gesucht, mit deren Hilfe diese Insekten kontrolliert werden können. Besonders interessant sind dabei Peptide, die von den Insekten mit der Nahrung (oral) aufgenommen werden und dann möglichst rasch ihre Wirkung entfalten.

Da Spinnen ihre komplexen Toxingemische direkt in ihre Beute injizieren, ist man bisher davon ausgegangen, dass diese nach oraler Verabreichung ihre Wirksamkeit durch Verdauung weitgehend einbüßen. Für eine Optimierung der Spinnengifte bezüglich ihrer Wirksamkeit nach oraler Aufnahme gibt es unter natürlichen Bedingungen keinen erkennbaren Selektionsdruck, da die Spinnengifte nicht durch die Mundöffnung in den Körper der Beutetiere gelangen. Dennoch gibt es Bestandteile in Spinnentoxinen, die bei oraler Aufnahme auch in sehr kleinen Mengen wirksam sind. Harady et al. (2013) haben aus dem Spinnengift der Australischen Vogelspinne (Selenoptus plumipes) ein oral hoch aktives, als Insektizid wirksames Peptid isoliert und genauer untersucht. Das von den Autoren als OAIP-1 (orally active insecticidal peptide) bezeichnete Peptid erweist sich als hochwirksam gegen Termiten, Mehlwürmer und die Baumwoll-Kapseleule (Helicoverpa armigera).

Das Peptid besteht aus 34 Aminosäuren und ist durch drei Disulfidbindungen (Cystein-Knotenstruktur) in seiner kompakten Struktur stabilisiert. OAIP-1 zeigt auffallende thermische und chemische Stabilität und ist auch widerstandsfähig gegen Proteasen (= Protein abbauende Enzyme). Bei Temperaturen von bis zu 30 °C ist das Peptid mindestens eine Woche lang in seiner Struktur unverändert und in Hämolymphe von Insekten über mehrere Stunden stabil.

Harady et al. haben die Hoffnung, dass das von ihnen beschriebene Peptid zur Entwicklung neuer Insektizide führt. Ihre Untersuchung ist auch insofern interessant, als dass hier eine Komponente im Spinnengift beschrieben wird, die eine sehr spezifische Eigenschaft besitzt – nämlich die auffällig starke Wirkung als Insektizid nach oraler Aufnahme –, ohne dass hierfür bisher ein Selektionsfaktor bekannt ist.

H. Binder

[Hardy MC, Daly NL, Mobli M, Morales RAV & King GF (2013) Isolation of an orally active insecticidal toxin venom of an Australian Tarantula. PLoS ONE 8: e73136.doi:10.1371/journal.pone.0073136.]