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Mit Metallverbindungen gegen Antibiotikaresistenz

06.04.2011
Antibiotika aus der anorganischen Molekülküche
Chemiker suchen neue Angriffspunkte in der Bakterienzelle

Kommt ein neues Antibiotikum auf den Markt, lassen resistente Bakterien nicht lange auf sich warten. Ein Wettlauf, der sich zunehmend beschleunigte. Zuletzt stieg die Zahl multiresistenter Erreger gefährlich an. Die Antibiotikaforschung hofft auf neue Wirkmechanismen. Doch bei der Suche entpuppt sich Neues immer wieder nur als Altbekanntes. Bochumer Chemiker um Prof. Dr. Nils Metzler-Nolte (Anorganische Chemie I, Bioorganische Chemie) setzen auf Metallverbindungen und verzeichnen jetzt erste Erfolge.

Metallatome im biologischen Umfeld

Von den besonderen Eigenschaften der Metallatome in der biologischen Umgebung der Bakterienzelle versprechen sich die Forscher interessante neue Struktur-Wirkungs-Beziehungen. Ausgangspunkt ihrer Untersuchungen bildete ein organisches Molekül, das sog. Platensimycin (Firma Merck), das die Fettsäure-Synthese in Bakterien verhindert, was die Erreger letztlich abtötet. Aufgrund der aufwendigen Synthese von Platensimycin bei geringer Gesamtausbeute kommt es für eine industrielle Herstellung jedoch nicht infrage. Prof. Metzler-Nolte und sein Team ersetzten die Osthälfte des Moleküls durch eine völlig neue Struktur und betteten in diese verschiedene Metallatome (z.B. Chrom, Eisen) ein – eine Herausforderung für die chemische Synthese. Doch die Forscher hatten Erfolg – zunächst mit einem Chromatom. Die neue Metallverbindung entstand in wenigen Syntheseschritten und erwies sich als moderat aktiv gegen mehrere Bakterienstämme. Damit konnten die Studien zum Wirkmechanismus beginnen.

Viel versprechender Fingerabdruck

Da die Forscher den Molekülen auf ihrem Weg durch die Bakterien nicht unmittelbar zuschauen können, nehmen sie ein Computermodell zu Hilfe. Datengrundlage dafür bildeten die mittels Röntgenbeugung bestimmten Molekülstrukturen der neuen Metallverbindungen und die publizierte Struktur der Ausgangssubstanz. Dass sich das meiste Chrom inzwischen in der Zellmembran der Bakterien nachweisen ließ, wo sich auch die Enzyme der Fettsäuresynthese befinden, deutet bereits auf den Wirkmechanismus hin. Noch spannender stellt sich das Proteinmuster, der Fingerabdruck der neuen Verbindung, dar. Es entspricht keinem der bisher untersuchten anderen antibiotischen Substanzen. Die Bochumer Forscher hoffen nun auf vollständige Identifikation eines neuen Wirkmechanismus. Dabei kooperieren sie mit „InA – Innovative Antibiotika aus NRW“, einem Konsortium von Firmen, das die Entwicklung solcher Antibiotika vorantreiben möchte.

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Prof. Dr. Nils Metzler-Nolte, Lehrstuhl für Anorganische Chemie I – Bioanorganische Chemie, Fakultät für Chemie und Biochemie, Tel.: 0234/32-28152, -24153, E-Mail: Nils.Metzler-Nolte@rub.de

Redaktion: Dr. Barbara Kruse

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