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Mal d 1

Hauptallergen aus dem Kulturapfel (Malus domestica)

Mal d 1 ist das Hauptallergen aus dem Kulturapfel (Malus domestica) und gehört zu der PR10-Proteinfamilie (pathogenesis-related protein family 10), zu dem auch das homologe Pollenallergen Bet v 1 zählt. Es kann insbesondere bei Birkenpollenallergikern zu einer Apfelallergie, einer Form einer Nahrungsmittelallergie, führen.

Apfelallergen Mal d 1.0101
Apfelallergen Mal d 1.0101
Bändermodell des Monomers, angegeben ist die Nummerierung der Sekundärstrukturelemente

Vorhandene Strukturdaten: 5MMU

Masse/Länge Primärstruktur 159 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Monomer
Bezeichner
Gen-Name(n) MALD1
Externe IDs

Eigenschaften

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Das Allergen Mal d 1 ist 17,5 kDa groß und besteht aus 159 Aminosäuren.[1][2] Etwa 65 % der Aminosäuren und 56 % der Nukleotide sind bei Bet v 1 und Mal d 1 identisch.[2] Beide zeigen eine ähnliche dreidimensionale Struktur und weisen IgE- und T-Zell-Epitope auf.[1]

Es sind die vier Isoformen Mal d 1.01, Mal d 1.02, Mal d 1.03 und Mal d 1.04 bekannt, die unterschiedlich stark exprimiert werden.[3] Mal d 1.01 und 1.02 sind am häufigsten vertreten. Mal d 1 wird auf verschiedene Genen, den Ypr10-Genen, kodiert.[4]

NMR-Strukturdaten weisen darauf hin, dass das native Mal d 1 drei α-Helices (α1 bis α3) und 7 antiparallele β-Faltblätter (β1 bis β7) formt. Wie auch andere Mitglieder der PR10-Familie sind β2 und β3 durch ein Glycin-reiches Motiv verbunden.

Mal d 1 ist – wie andere Mitglieder der PR10-Familie – hitzelabil und kann leicht durch Proteolyse (Peptidasen) denaturiert werden.[5]

Neben Mal d 1 gibt es ferner noch Mal d 2 (zur Pflanzenallergengruppe der Thaumatin-ähnlichen Proteine zählend), Mal d 3 (ein nichtspezifisches Lipidtransferprotein (nsLTP)-Angehöriger einer Gruppe von Pflanzenproteinen/-allergenen mit hoher Stabilität im Verdauungstrakt) sowie Mal d 4 (ein Profilin).[6][7]

Biologische Funktion

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Die genaue biologische Funktion von Mal 1 d in Äpfeln ist nicht bekannt.[8] Mitglieder der PR-10-Proteinfamilie werden allgemein durch Pathogene, Zellbeschädigungen und andere Stressfaktoren exprimiert.[9] Auch bei Mal 1 d wurde eine Hochregulation bei biotischen Stress beobachtet, was nahelegt, dass es für die Verteidigung gegen Schädlinge eine Rolle spielt.[1]

Apfelallergie

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Personen, die auf Bet v 1 oder anderen Baumpollen sensibel reagieren, können nach Kontakt mit Mal d 1 eine Apfelallergie entwickeln. Insbesondere Birkenpollenallergiker in Mittel- und Nordeuropa bzw. Nordamerika[10] zeigen eine Kreuzallergie auf Mal d 1 aufgrund dessen ähnlicher Struktur. Somit handelt es sich bei einer Apfelallergie um eine (birken)pollenassoziierte IgE-vermittelte Nahrungsmittelallergie.[11]

Eine solche auf Mal d 1 basierende Apfelallergie äußert sich im sogenannten oralen Allergiesyndrom (OAS). Da Mal 1 d durch Peptidasen im Verdauungstrakt zerstört wird, sind Mund und Rachen betroffen. Beispielsweise geben Allergiker ein Kratzen oder Jucken der Lippen, der Zunge und des Halses an, wobei manchmal auch Lippen und Zunge anschwellen.[12][13] Darüber hinaus wurden Symptome wie eine nahrungsmittelinduzierte Rhinokonjunktivitis (eine gemeinsame Entzündung der Nasenschleimhaut und der Bindehaut der Augen) und Kurzatmigkeit beobachtet. Die Symptome treten innerhalb von Minuten, manchmal auch nach Stunden auf. Auch wenn die Reaktionen milde verlaufen, sollten Apfelallergiker den Verzehr frischer Äpfel meiden oder zumindest diese zu schälen.[14] Wegen der Hitzenunbeständigkeit von Mal d 1 können Äpfel auch nach Erhitzen in Form von z. B. Bratäpfeln, Apfelkuchen oder Apfelmus konsumiert werden. Gemäß DEGS1-Studie sind von ca. 7000 Erwachsenen etwa 9 % gegen das Allergen „Grüner Apfel“ sensibilisiert[15], gemäß KiGGS-Studie Welle 1 von knapp 13.000 telefonisch befragten Kindern und Jugendlichen 9,5 %.[16] Eine Sensibilisierung bedeutet aber nicht, dass auch Allergiesymptome auftreten.

Umfragen und kleine klinische Studien zeigen, dass die Apfelsorte einen Einfluss auf die Allergiereaktion hat. Hierbei korreliert der Gehalt von Mal d 1 mit der Stärke der Allergie. Aber auch das Klima des Anbaus, der Wachstumsstandort, die Reifung, Ernte- sowie Lagerbedingungen haben einen Einfluss auf den Gehalt.[14][9] So hat ein frisch geerneter Apfel weniger Allergene, bei der Lagerung steigt der Gehalt an.[17] Ferner kann man nicht verallgemeinern, dass ältere Apfelsorten verträglicher sind als neue Sorten – so gelten Golden Delicious oder Granny Smith als stark allergen. Auch bei neueren Züchtungen kann der Mal d 1-Gehalt sehr niedrig liegen, so dass selbst nach langer Lagerung die Sorte als allergikerfreundlich bezeichnet werden kann, z. B. beim Santana, Gräfin Goldach oder Fresco.[17] Forscher entwickeln weiter allergikerfreundliche Äpfel wie ZIN168 und ZIN186, die einen sehr niedrigen Gehalt an Mal d 1 aufweisen – ein komplett allergenfreier Apfel wird nicht umsetzbar sein.[10]

Mal d 1 kommt in der Regel etwa 2–3 mal häufiger in der Apfelschale als im Fruchtfleisch vor, mit Ausnahme der Sorte Bohnapfel. In der Literatur werden je nach Messmethode und Apfelsorte unterschiedliche Mengen bestimmt und abgeschätzt, beispielsweise von 10 mg/kg Frischgewicht (Gewürzluiken) bis zu 67 mg/kg Frischgewicht (Gala).

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b c Linda Ahammer et al.: Structure of the Major Apple Allergen Mal d 1. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 65, Nr. 8, 1. März 2017, S. 1606–1612, doi:10.1021/acs.jafc.6b05752, PMID 28161953, PMC 5334782 (freier Volltext) – (englisch).
  2. ↑ a b M. Vanek-Krebitz et al.: Cloning and sequencing of Mal d 1, the major allergen from apple (Malus domestica), and its immunological relationship to Bet v 1, the major birch pollen allergen. In: Biochemical and Biophysical Research Communications. Band 214, Nr. 2, 14. September 1995, S. 538–551, doi:10.1006/bbrc.1995.2320, PMID 7677763 (englisch).
  3. ↑ Miriam Mayer et al.: Fireblight (Erwinia amylovora) affects Mal d 1-related allergenicity in apple. In: European Journal of Plant Pathology. Band 131, Nr. 1, 1. September 2011, S. 1–7, doi:10.1007/s10658-011-9784-4 (englisch).
  4. ↑ Helene Pühringer et al.: The promoter of an apple Ypr10 gene, encoding the major allergen Mal d 1, is stress- and pathogen-inducible. In: Plant Science. Band 152, Nr. 1, 7. März 2000, S. 35–50, doi:10.1016/S0168-9452(99)00222-8 (englisch).
  5. ↑ Maj-Britt Schmidt Andersen et al.: Identification of european allergy patterns to the allergen families PR-10, LTP, and profilin from Rosaceae fruits. In: Clinical Reviews in Allergy & Immunology. Band 41, Nr. 1, August 2011, S. 4–19, doi:10.1007/s12016-009-8177-3, PMID 19851893 (englisch).
  6. ↑ Montserrat Fernández-Rivas et al.: Apple allergy across Europe: how allergen sensitization profiles determine the clinical expression of allergies to plant foods. In: The Journal of Allergy and Clinical Immunology. Band 118, Nr. 2, August 2006, S. 481–488, doi:10.1016/j.jaci.2006.05.012, PMID 16890775 (englisch).
  7. ↑ Apfelallergie ist nicht gleich Apfelallergie. In: Allergo Journal. Band 15, 2006, S. 456 (springer.com [PDF]).
  8. ↑ Giulia Pagliarani et al.: A qRT-PCR assay for the expression of all Mal d 1 isoallergen genes. In: BMC plant biology. Band 13, 23. März 2013, S. 51, doi:10.1186/1471-2229-13-51, PMID 23522122, PMC 3616815 (freier Volltext) – (englisch).
  9. ↑ a b Anne Matthes, Michaela Schmitz-Eiberger: Apple (Malus domestica L. Borkh.) allergen Mal d 1: effect of cultivar, cultivation system, and storage conditions. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 57, Nr. 22, 25. November 2009, S. 10548–10553, doi:10.1021/jf901938q, PMID 19845340 (englisch).
  10. ↑ a b Allergikerfreundliche Apfelsorten. In: Technische Universität München. 3. August 2021, abgerufen am 2. November 2024.
  11. ↑ S2k-Leitlinie Management IgE-vermittelter Nahrungsmittelallergien der Deutschen Gesellschaft für Allergologie und klinische Immunologie. In: AWMF online (Stand 2021)
  12. ↑ Marija Geroldinger-Simic et al.: Birch pollen-related food allergy: clinical aspects and the role of allergen-specific IgE and IgG4 antibodies. In: The Journal of Allergy and Clinical Immunology. Band 127, Nr. 3, März 2011, S. 616–622.e1, doi:10.1016/j.jaci.2010.10.027, PMID 21251701 (englisch).
  13. ↑ Karl-Christian Bergmann et al.: Apfelallergie – Toleranzentwicklung durch regelmäßigen Konsum allergenarmer Äpfel. Eine Beobachtungsstudie. In: Erwerbs-Obstbau. Band 62, Nr. 3, 1. September 2020, S. 267–273, doi:10.1007/s10341-020-00492-z.
  14. ↑ a b Julia A. H. Kaeswurm et al.: Characterization and Quantification of Mal d 1 Isoallergen Profiles and Contents in Traditional and Commercial Apple Varieties by Mass Spectrometry. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry. Band 71, Nr. 5, 8. Februar 2023, S. 2554–2565, doi:10.1021/acs.jafc.2c05801, PMID 36696630 (englisch).
  15. ↑ Marjolein Haftenberger et al.: Prävalenz von Sensibilisierungen gegen Inhalations- und Nahrungsmittelallergene. In: Bundesgesundheitsblatt. Band 56, Nr. 5, 1. Mai 2013, S. 687–697, doi:10.1007/s00103-012-1658-1.
  16. ↑ Roma Schmitz et al.: Verbreitung häufiger Allergien bei Kindern und Jugendlichen in Deutschland. In: Bundesgesundheitsblatt - Gesundheitsforschung - Gesundheitsschutz. Band 57, Nr. 7, 1. Juli 2014, S. 771–778, doi:10.1007/s00103-014-1975-7.
  17. ↑ a b Uta Schindler: Sind alte Apfelsorten besser für Allergiker? In: Spektrum der Wissenschaft. 9. Dezember 2019, abgerufen am 2. November 2024.
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