Die Pro­ble­ma­tik durch die immer stär­ke­re Ver­brei­tung von mul­ti­re­sis­ten­ten Bak­te­ri­en, gegen die kei­ne Wirk­sam­keit zei­gen, stellt die For­schung vor gro­ße Her­aus­for­de­run­gen. Die soge­nann­ten „Kran­ken­haus­kei­me“ sind vor allem im kli­ni­schen Bereich häu­fig anzu­tref­fen, einer der bekann­tes­ten Kei­me ist der Methi­cil­lin-resis­ten­te Sta­phy­lo­coc­cus aure­us, kurz . Gera­de für Pati­en­ten in Kli­ni­ken, deren Immun­sys­tem ohne­hin bereits geschwächt ist, kön­nen die­se mul­ti­re­sis­ten­ten Bak­te­ri­en eine erhöh­te Gefahr dar­stel­len.

Nun hat ein Wis­sen­schaft­ler­team des Fach­ge­biets Bio­lo­gi­sche Che­mie um Prof. Dr. Rode­rich Süß­muth von der TU Ber­lin, zusam­men mit der fran­zö­si­schen Fir­ma Dei­nove, eine neue Klas­se von Lipo­pep­tid- ent­deckt, die viel­ver­spre­chen­de Akti­vi­tä­ten gegen mul­ti­re­sis­ten­te Bak­te­ri­en auf­weist.

Anzei­ge
PWG-Seminare

Die Forscher entdeckten Unerwartetes

Bei ihren For­schungs­ar­bei­ten haben die Wis­sen­schaft­ler zunächst die Bio­syn­the­se des als „Micro­vio­nin“ genann­ten Mole­küls nach­ge­stellt und dabei eine uner­war­te­te Ent­de­ckung gemacht. Micro­vio­nin besteht aus einem Pep­tid- und einem Fett­säu­re­teil, wobei drei der Ami­no­säu­ren so modi­fi­ziert wer­den, dass sich zwei Ring­struk­tu­ren aus­bil­den, es also „bizy­klisch“ ist. Durch die­ses cha­rak­te­ris­ti­sche Struk­tur­merk­mal mit einer Thio­e­ther­brü­cke, lässt sich Micro­vio­nin den soge­nann­ten Lan­thi­p­ep­tiden zuord­nen, einer Klas­se an ribo­so­mal syn­the­ti­sier­ten und post­trans­la­tio­nal modi­fi­zier­ten Pep­tiden (kurz RiPPs).

In meh­re­ren Ver­suchs­rei­hen konn­ten die Wis­sen­schaft­ler die Zykli­sie­rung des Mole­küls nach­voll­zie­hen und zei­gen, dass dies durch die enge Koope­ra­ti­on von zwei Enzy­men geschieht und so die Bil­dung von unge­woll­ten Neben­pro­duk­ten ver­hin­dert wird. „Was uns zusätz­lich inter­es­siert, ist die ziem­lich unge­wöhn­li­che Fett­säu­re­mo­di­fi­ka­ti­on. Hier schei­nen zum ers­ten Mal bei ribo­so­mal syn­the­ti­sier­ten Pep­tiden zwei Bio­syn­the­se­we­ge zusam­men zu lau­fen, näm­lich ribo­so­mal syn­the­ti­sier­te Pep­ti­de und Poly­ket­id­syn­tha­sen, deren Zusam­men­spiel so bis­her nicht beob­ach­tet wur­de. Das ist für uns natür­lich span­nend und wird wei­ter­hin inten­siv erforscht“, erläu­tert Rode­rich Süß­muth.

Mehr als zehn potenzielle Kandidaten in der Natur für neue Antibiotika

Vor allem auf­grund der uner­war­te­ten Struk­tur und Bio­syn­the­se woll­ten die Wis­sen­schaft­ler her­aus­fin­den, ob es noch wei­te­re ähn­li­che Ver­bin­dun­gen in der Natur gibt. Bei dem soge­nann­ten „Geno­me Mining“ wer­den bak­te­ri­el­le Geno­me mit dem Ziel ana­ly­siert, bestimm­te Bio­syn­the­se-Gen­clus­ter ent­de­cken zu kön­nen. Auch hier wur­den die Wis­sen­schaft­ler um Rode­rich Süß­muth fün­dig. Mehr als zehn poten­zi­el­le Kan­di­da­ten konn­ten iden­ti­fi­ziert wer­den. Aus einem die­ser Stäm­me wur­de dann mit „Noca­vio­nin“ ein wei­te­res ver­wand­tes Mole­kül iso­liert.

Dass sich die inzwi­schen „Lipol­ant­hi­ne“ getauf­te Grup­pe an Anti­bio­ti­ka bald noch wei­ter ver­grö­ßern wird, da ist sich Rode­rich Süß­muth sicher: „Wir ver­su­chen natür­lich nun auch die ande­ren Mole­kü­le zu iso­lie­ren und dann auch Rück­schlüs­se zwi­schen der Struk­tur und Bio­ak­ti­vi­tät zu ermit­teln. Außer­dem ist auch die Auf­klä­rung der ver­blei­ben­den Schrit­te der Bio­syn­the­se für uns sehr inter­es­sant. Zu guter Letzt hof­fen wir auch die Ent­wick­lung von Micro­vio­nin zu einem nutz­ba­ren Medi­ka­ment vor­an­trei­ben zu kön­nen. Wir ste­hen bei die­sem Pro­jekt ja gera­de erst in den Start­lö­chern und ich bin gespannt wie es jetzt wei­ter­geht.“

Die Ergeb­nis­se des For­scher­teams sind in der jüngs­ten Aus­ga­be der wis­sen­schaft­li­chen Fach­zeit­schrift „Natu­re Che­mi­cal Bio­lo­gy“ ver­öf­fent­licht.