Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Naturstoffe blockieren Bakterien-Wachstum

03.08.2012
Am HZI entdeckte Substanzen: US-Wissenschaftler klären Wirkungsweise auf

Ein internationales Forscherteam beschreibt in der renommierten Fachzeitschrift Science, wie eine Gruppe von Naturstoffen die Vermehrung von Bakterien stoppt.


Zellen von Sorangium cellulosum in einer elektronenmikroskopischen Aufnahme. S. cellulosum gehört zur Gruppe der Myxobakterien und produziert unter anderem den Naturstoff Ripostatin. HZI

Die am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) entdeckten Substanzen blockieren in der Bakterienzelle das Enzym RNA-Polymerase, das für das Ablesen der Erbsubstanz zuständig ist. Mit hoch empfindlichen Analysemethoden konnten die Wissenschaftler zeigen: Die Wirkstoffe greifen dabei an einer anderen Stelle des Enzmys an als bisher beschriebene Antibiotika. Sie könnten deshalb für die Entwicklung neuer Medikamente gegen Krankheitserreger von Interesse sein.

Die Substanzen Myxopyronin, Corallopyronin und Ripostatin stammen aus Myxobakterien. Diese im Erdboden lebenden Mikroorganismen stellen eine Reihe von chemischen Verbindungen her, die eine biologische Wirkung zeigen. Manche wirken gegen Tumorzellen, wie etwa das ebenfalls am HZI entdeckte Epothilon, das bereits zu einem Krebsmedikament entwickelt wurde. Einige – darunter die genannten Stoffe Myxopyronin, Corallopyronin und Ripostatin – können andere Bakterien abtöten.

Bereits vor einigen Jahren erkannten HZI-Wissenschaftler, dass diese Wirkstoffe die bakterielle RNA-Polymerase lahm legen. Wie dies im Detail funktioniert, zeigten sie gemeinsam mit Kollegen von der Rutgers University im US-Bundesstaat New Jersey. Das Enzym ähnelt in seiner Form einer Krebsschere. Um die DNA des Bakteriums binden zu können, muss die „Schere“ geöffnet sein, für den Vorgang des Ablesens selbst schließt sie sich wieder. Myxopyronin, Corallopyronin und Ripostatin verhindern die erneute Öffnung der Enzym-Schere, so dass die RNA-Polymerase gewissermaßen „klemmt“, geschlossen bleibt und keine weiteren Gene mehr ablesen kann.

Mit Hilfe der hochempfindlichen Markierungs-Methode „smFRET“ (single molecule Fluorescence Resonance Energy Transfer) gelang es den amerikanischen Forschungspartnern um Richard Ebright und Anirban Chakraborty jetzt, den Abstand zwischen den beiden „Scherenspitzen“ des Moleküls während verschiedener Phasen des Ablese-Prozesses zu bestimmen und den Wirkmechanismus der Substanzen zu bestätigen.

„Das Bemerkenswerte an unseren Substanzen ist, dass sich ihr Wirkungsmechanismus von allen anderen bisher bekannten Antibiotika unterscheidet“, erklärt der HZI-Wissenschaftler Dr. Rolf Jansen aus der Arbeitsgruppe „Mikrobielle Wirkstoffe“. „Dies eröffnet neue Möglichkeiten für den Einsatz gegen Krankheitserreger, die gegen andere Antibiotika resistent geworden sind.“ In der gegenwärtigen Form, fügt sein Kollege Dr. Herbert Irschik hinzu, könne man die untersuchten Substanzen allerdings noch nicht als Medikamente einsetzen: „Sie wirken in der Kulturschale sehr gut gegen Bakterien. Um allerdings auch im menschlichen Körper diese Wirkung entfalten zu können und zudem für Patienten verträglich zu sein, müssten sie erst zu Arzneimitteln weiterentwickelt werden. Noch können wir nicht sicher sagen, ob das überhaupt möglich ist.“ Dies wollen die Wissenschaftler zukünftig untersuchen.

„Die Befunde zeigen uns, was für ein Potenzial in Myxobakterien und anderen Naturstoffproduzenten steckt“, betont Prof. Rolf Müller, Leiter der Abteilung „Mikrobielle Naturstoffe“ am HZI. „Sehr viele Medikamente, ganz besonders gegen Infektionskrankheiten, stammen aus der Natur. Wir sind überzeugt, dass wir in den kommenden Jahren noch weitere viel versprechende Wirkstoffe entdecken werden.“


Originalpublikation:
Opening and Closing of the Bacterial RNA Polymerase Clamp
Anirban Chakraborty, Dongye Wang, Yon W. Ebright, You Korlann, Ekaterine Kortkhonjia, Taiho Kim, Saikat Chowdhury, Sivaramesh Wigneshweraraj, Herbert Irschik, Rolf Jansen, B. Tracy Nixon, Jennifer Knight, Shimon Weiss, and Richard H. Ebright
Science 3 August 2012: 591-595.


Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern.

Die Arbeitsgruppe „Mikrobielle Wirkstoffe“ sucht nach von Mikroorganismen produzierten Substanzen, die zum Beispiel als Antibiotika medizinisch genutzt werden können. Hautpsächlich untersuchen die Wissenschaftler dazu die Gruppe der Myxobakterien.

| Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-hzi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise