Neue Generation von Antibiotika auf dem Weg

Marburger Forscher untersuchen die Kommunikation in Multienzymkomplexen

Forscher der Philipps-Universität Marburg haben einen Schlüssel zur Generierung zahlreicher neuer Peptidantibiotika gefunden. Den Biochemikern Martin Hahn und Torsten Stachelhaus ist es gelungen, das Zusammenspiel der Enzyme aufzuklären, die an der Antibiotikabildung in Mikroorganismen beteiligt sind, und es sogar zu steuern. Dadurch hat sich die Möglichkeit eröffnet, auf schnellem Wege zahlreiche neuartige Peptidantibiotika zu erzeugen, die dann als Wirkstoffkandidaten für die Verwendung beim Menschen untersucht werden können, berichtet die Universität Marburg.

„Ziel ist es die Mikroorganismen mit ihren eigenen Waffen zu schlagen und ihre eigenen Maschinerien zur Erzeugung neuartiger Medikamente auszunutzen“, erklärt Hahn. Peptidantibiotika werden von vielen Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen als Produkte des Sekundärstoffwechsels erzeugt. Sie verfügen über ein breites Wirkungsspektrum in der Medizin und gelten als Zukunftswaffe gegen zahlreiche Erreger. Die Marburger Forscher waren besonders am Entstehungsprozess dieser interessiert. Während normalerweise die Biosynthese von Proteinen an speziellen Zellorganellen, den Ribosomen, erfolgt, werden Peptidantibiotika dagegen an so genannten nichtribosomalen Peptidsynthetasen gebildet.

Gegenüber der „normalen“ ribosomalen Proteinbiosynthese steht der nichtribosomalen Synthese ein größerer Vorrat an Bauteilen zur Verfügung. Die Forscher vergleichen das Syntheseprinzip mit einem Montageband, bei dem mehrere hintereinander geschaltete Montageplätze (katalytische Enzyme) dafür sorgen, dass jeweils ein bestimmtes Bauteil (Aminosäure) ausgewählt, bearbeitet und in das wachsende Produkt (Peptidantibiotikum) eingebaut wird. In den meisten Mikroorganismen erfolgt der Zusammenbau der Peptidantibiotika sogar gleich an mehreren Montagebändern. Das bedeutet, dass also mehrere Peptidsynthetasen auf geordnete Weise in einem so genannten Biosynthesekomplex zusammenwirken. Den Forschern ist nun gelungen, die strukturelle Basis dieser Interaktion zwischen verschiedenen Synthetasen innerhalb eines Komplexes aufzuklären. Dadurch wächst die Vielfalt der Produkte, berichten die Forscher.