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Die Proble­ma­tik durch die immer stärkere Verbrei­tung von multi­re­sis­ten­ten Bakte­rien, gegen die Antibio­tika 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 MRSA. 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-Antibio­tika entdeckt, die vielver­spre­chende Aktivi­tä­ten gegen multi­re­sis­tente Bakte­rien aufweist.

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.

Quelle: idw