Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Syntheseweg des Antibiotikums Kirromycin aufgeklärt

25.02.2008
Tübinger Mikrobiologen isolieren komplexen Gencluster aus Streptomyces-Bakterien

Antibiotika sind Substanzen, die von Mikroorganismen produziert werden und die das Wachstum anderer Mikroorganismen hemmen oder sie töten können. Das macht man sich in der Medizin zunutze, da unter den Bakterien etliche Krankheitserreger des Menschen sind. Einige Gruppen von Mikroorganismen wie zum Beispiel die Bodenbakterien der Gattung Streptomyces bilden besonders viele verschiedene Antibiotika.

Bereits 1972 haben Tübinger Mikrobiologen entdeckt, dass ein bestimmter Stamm namens Streptomyces collinus Tü 365 das Antibiotikum Kirromycin produziert. Es hat ein vergleichsweise enges Wirkungsspektrum und schädigt zum Beispiel Erreger wie Streptokokken und Haemophilus influenzae, die eine Reihe von Entzündungskrankheiten verursachen können, sowie Neisseria gonorrhoeae, den Erreger der Geschlechtskrankheit Gonorrhoe. Bisher wird das Antibiotikum Kirromycin nicht als Medikament genutzt. Doch wäre es prinzipiell für die Medizin interessant, da ein enges Wirkungsspektrum einen gezielten Einsatz bei vergleichsweise geringen Nebenwirkungen ermöglichen könnte.

Dr. Tilmann Weber, Dr. Kristina Laiple, Eva Pross und Prof. Wolfgang Wohlleben vom Mikrobiologischen Institut der Universität Tübingen haben in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Göttingen und einer Berliner Biotechnologiefirma auf genetischer Ebene die verschlungenen Wege erforscht, auf denen das kompliziert gebaute Molekül Kirromycin in den Streptomyces-Bakterien hergestellt wird. Über ihre Forschungsergebnisse berichten sie aktuell in der Fachzeitschrift Chemistry & Biology (22. Februar 2008).

Kirromycin bringt in empfänglichen Bakterien die Proteinherstellung zum Stillstand, indem es an den sogenannten Verlängerungsfaktor EF-Tu bindet. Dieser wird gebraucht, um die Grundbausteine der Proteine aneinanderzufügen. Da der bakterielle Verlängerungsfaktor anders aufgebaut ist als der äquivalente Verlängerungsfaktor höherer Organismen stellt er eine sehr interessante Ansatzstelle für Antibiotika dar, die derzeit nicht klinisch genutzt wird. Daher sind das Kirromycin und verwandte Stoffe neben wichtigen Werkzeugen in der Proteinbiosynthese-Forschung auch interessante Kandidaten für die Medikamentenentwicklung.

In der neuen Veröffentlichung berichten die Wissenschaftler über ihre Arbeiten, die sie im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekts GenoMik-Plus (Genomforschung an Mikroorganismen für industrielle Produktion, Ernährung, Umwelt und Gesundheit) durchgeführt haben. Im Genom des Streptomyces-Bakteriums konnten sie die Gene identifizieren, die die Bauanleitung des Kirromycins enthalten. Indem sie einzelne Gene gezielt ausgeschaltet haben - woraufhin die Kirromycin-Herstellung ausgesetzt war - konnten sie zeigen, dass die richtigen Gene aufgefunden wurden.

Kirromycin ist ein sehr komplexes Molekül: Es besitzt eine Art langgestrecktes Rückgrat aus Kohlenstoffatomen. Die Analyse der DNA-Sequenzdaten zeigte den Forschern, dass die Biosynthese von Kirromycin einige neue, bislang nicht auf molekularer Ebene verstandene Schritte enthält. Diese illustrieren, so schreiben Tilmann Weber und seine Kollegen in ihrer Veröffentlichung, wie groß das Potenzial für die Herstellung von chemisch extrem komplexen Stoffen in den Streptomyces-Bakterien ist.

Ihre Forschungsergebnisse bilden notwendige Grundlagen, um zu verstehen, wie das Antibiotikum Kirromycin und Stoffe ähnlichen Typs in Mikroorganismen synthetisiert werden. Erst dadurch hat man die Möglichkeit, die Substanz durch molekularbiologische Techniken zu verbessern.

Nähere Informationen:

Die Publikation in "Chemistry & Biology"
Tilmann Weber, Kristina Juliane Laiple, Eva Karoline Pross, Adriana Textor, Stephanie Grond, Katrin Welzel, Stefan Pelzer, Andreas Vente, Wolfgang Wohlleben: Molecular Analysis of the Kirromycin Biosynthetic Gene Cluster revealed ?-Alanine as Precursor of the Pyridone Moiety. Chemistry & Biology, 22. Februar 2008.
Ansprechpartner:
Dr. Tilmann Weber
Mikrobiologisches Institut mit interdisziplinären Bereichen
Mikrobiologie/Biotechnologie
Auf der Morgenstelle 28
72076 Tübingen
Telefon: 0 70 71/29-78841
Fax: 0 70 71/29-5979
E-Mail: tilmann.weber@biotech.uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de/
http://www.mikrobio.uni-tuebingen.de/ag_wohlleben/research_groups/ag_weber/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Hefe-Spezies in Braunschweig entdeckt
12.12.2019 | Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

nachricht Urbane Gärten: Wie Agrarschädlinge von Städten profitieren
12.12.2019 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

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: Cheers! Maxwell's electromagnetism extended to smaller scales

More than one hundred and fifty years have passed since the publication of James Clerk Maxwell's "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" (1865). What would our lives be without this publication?

It is difficult to imagine, as this treatise revolutionized our fundamental understanding of electric fields, magnetic fields, and light. The twenty original...

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Im Focus: Highly charged ion paves the way towards new physics

In a joint experimental and theoretical work performed at the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear Physics, an international team of physicists detected for the first time an orbital crossing in the highly charged ion Pr⁹⁺. Optical spectra were recorded employing an electron beam ion trap and analysed with the aid of atomic structure calculations. A proposed nHz-wide transition has been identified and its energy was determined with high precision. Theory predicts a very high sensitivity to new physics and extremely low susceptibility to external perturbations for this “clock line” making it a unique candidate for proposed precision studies.

Laser spectroscopy of neutral atoms and singly charged ions has reached astonishing precision by merit of a chain of technological advances during the past...

Im Focus: Ultrafast stimulated emission microscopy of single nanocrystals in Science

The ability to investigate the dynamics of single particle at the nano-scale and femtosecond level remained an unfathomed dream for years. It was not until the dawn of the 21st century that nanotechnology and femtoscience gradually merged together and the first ultrafast microscopy of individual quantum dots (QDs) and molecules was accomplished.

Ultrafast microscopy studies entirely rely on detecting nanoparticles or single molecules with luminescence techniques, which require efficient emitters to...

Im Focus: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Hefe-Spezies in Braunschweig entdeckt

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Humane Papillomviren programmieren ihre Wirtszellen um und begünstigen so die Hautkrebsentstehung

12.12.2019 | Medizin Gesundheit

Urbane Gärten: Wie Agrarschädlinge von Städten profitieren

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics