Koagulase ist ein Schlüsselveirenzym, das von Staphylococcus aureus (koagulase-positiv) produziert wird und es von koagulase-negativen Staphylokokken (CoNS) unterscheidet. Es existiert in zwei Formen, die beide zur Immunflucht und Pathogenese beitragen.
1. Gebundene Koagulase (Klumpungsfaktor)
- Standort: Kovalent an der bakteriellen Zellwand verankert (Oberflächenprotein).
- Mechanismus: Bindet direkt an Fibrinogen (Fg) auf seiner C-terminalen Domäne, verursacht eine Konformationsänderung, die das Fibrinogen D-Dimer-Epitop freilegt → bridgt benachbarte Bakterien → sichtbares Klumpen (Agglutination) in Plasma.
- Klinischer Test: Glasplatten-Koagulasentest – Kolonie mit Plasma mischen → makroskopische Klumpen in ≤10 Sek. Hohe Spezifität für S. aureus.
- Virulenzrolle: Fibrinbeschichtung auf bakterieller Oberfläche maskiert phagozytische Erkennung (anti-phagozytär), fördert Haftung an geschädigten Herzklappen (Endokarditis), implantierten Geräten und Geweben.
2. Freie Koagulase (Staphylocoagulase)
- Standort: Extrazellulär in die Kulturüberflüssigkeit abgesondert.
- Mechanismus: Bindet und aktiviert Prothrombin → bildet „Staphylothrombin“-Komplex → wandelt Fibrinogen in Fibrin um → bildet Gel/Klumpen um die bakterielle Kolonie.
- Klinischer Test: Reagenzglas-Koagulasentest – Kulturüberflüssigkeit mit Plasma inkubieren → Gerinnselbildung in 1–4 Std. Sensibler; erkennt einige Stämme, die im Glasplattentest negativ sind.
- Virulenzrolle: Fibrinbarriere schützt vor Phagozytose, antimikrobiellen Peptiden und Neutrophilen-Extrazellulären Fallen (NETs). Schafft geschützte Nische in Abszessen.
Genetische Basis
- coa Gen: Kodiert freie Koagulase. Polymorph – Basis für coa-Typisierung (Epidemiologie).
- clfA Gen: Kodiert Klumpungsfaktor A (wichtiger gebundener Koagulase). clfB kodiert zweiten Klumpungsfaktor.
Klinische Relevanz
- Koagulasentest bleibt ein Eckpfeiler der S. aureus-Identifikation in Mikrobiologielaboren.
- Beide Formen sind Impfstoff-/Therapieziele (anti-Koagulase-Antikörper zeigen schützende Wirksamkeit in Tiermodellen).
- CoNS fehlt Koagulase, kann aber andere Virulenzfaktoren produzieren (Biofilm, SCCmec).
Das Verständnis der Koagulase-Dualität beleuchtet, wie S. aureus das Gerinnungssystem des Wirts manipuliert, um Infektionen zu etablieren – eine Meisterklasse in bakterieller Pathogenese.
