Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Überraschung bei Antibiotika-Produktion in Höhlenbakterien

26.01.2012
Neue Einblicke in die bakterielle Antibiotika-Produktion konnten Christian Hertweck, stellvertretender Direktor des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut – und sein Team gewinnen.
Sie fanden heraus, dass die Abwesenheit eines als CerJ bezeichneten Enzyms zur Produktion eines hochwirksamen Antibiotikums führt. Detaillierte Untersuchungen der Wirkungsweise von CerJ brachten einen völlig neuartigen Reaktionsmechanismus zu Tage. Die Arbeit wurde vor kurzem in der international renommierten Fachzeitschrift Nature Chemical Biology veröffentlicht.

Infektionen mit Antibiotika-resistenten Keimen, wie z. B. MRSA (Methicillin-resistente Staphylococcus aureus), stellen eine große Bedrohung in Krankenhäusern dar. Wissenschaftler sind daher beständig auf der Suche nach neuen wirksamen Antibiotika. Das Antibiotikum Cervimycin gehört zu den wenigen Substanzen, die MRSA bekämpfen können. Cervimycin wurde von Wissenschaftlern des Hans-Knöll-Instituts entdeckt.

Es wird von Bakterien gebildet, die sich auf steinzeitlichen Höhlenmalereien der italienischen Grotta dei Cervi angesiedelt hatten. Ein Team um den Jenaer Naturstoff-Forscher Christian Hertweck fand nun heraus, dass Bakterien, denen das CerJ-Enzym fehlt, eine noch aktivere Variante dieses Antibiotikums, das sogenannte Cervimycin K, produzieren. Die Wissenschaftler haben damit die Möglichkeit, mit biotechnologischen Methoden die bislang aktivste Form des Antibiotikums nachhaltig zu produzieren. Auf chemischem Weg war die Herstellung dieses Wirkstoffs nicht praktikabel.

Hertweck, Professor für Naturstoffchemie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, untersuchte das CerJ-Enzym mit biochemischen Methoden und stieß dabei auf einen vollkommen unerwarteten Wirkmechanismus. In Zusammenarbeit mit Strukturbiologen der Universität Tübingen konnten die Forscher zeigen, dass CerJ eine sehr große Ähnlichkeit mit Enzymen aus der Familie der Polyketidsynthasen aufweist, aber eine völlig andere chemische Reaktion als diese katalysiert. Polyketidsynthasen sind Enzyme, die in der Regel Molekülbausteine zu langen Kohlenstoffketten zusammenfügen.

Anders als erwartet katalysiert CerJ jedoch keine derartigen Reaktionen sondern fügt bestimmte Säuregruppen an die Cervimycin-Vorstufe an. Wird dieser Schritt nun durch Inaktivierung von CerJ unterbunden, entsteht das deutlich aktivere Cervimycin K. „Wir haben es hier mit einem neuen Reaktionsmechanismus für ein Enzym dieser Familie zu tun. Dessen Entschlüsselung ist nicht nur biochemisch sehr interessant, sie eröffnet uns darüber hinaus elegante Möglichkeiten zur biotechnologischen Herstellung neuer Antibiotika“, so Hertweck über die Bedeutung der Forschungsergebnisse. Und neue Antibiotika sind angesichts immer weiter verbreiteter Resistenzen bei gefährlichen Krankheitserregern heute dringender erforderlich denn je.

Originalpublikation
Bretschneider T, Zocher G, Unger M, Scherlach K, Stehle T, Hertweck C: A ketosynthase homolog uses malonyl units to form esters in cervimycin biosynthesis. Nature Chemical Biology 8, 154–161 (2012), doi:10.1038/nchembio.746
http://www.nature.com/nchembio/journal/v8/n2/full/nchembio.746.html

Informationen zum HKI http://www.hki-jena.de
Das Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut – wurde 1992 gegründet und gehört seit 2003 zur Leibniz-Gemeinschaft. Die Wissenschaftler des HKI befassen sich mit der Infektionsbiologie human-pathogener Pilze. Sie untersuchen die molekularen Mechanismen der Krankheitsauslösung und die Wechselwirkung mit dem menschlichen Immunsystem. Neue Naturstoffe aus Mikroorganismen werden auf ihre Wirksamkeit gegen Pilzerkrankungen untersucht und zielgerichtet modifiziert.
Das HKI verfügt derzeit über fünf wissenschaftliche Abteilungen, deren Leiter gleichzeitig berufene Professoren der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) sind. Hinzu kommen jeweils vier Nachwuchsgruppen und Querschnittseinrichtungen mit einer integrativen Funktion für das Institut, darunter das anwendungsorientierte Biotechnikum als Schnittstelle zur Industrie. Zur Zeit arbeiten etwa 300 Menschen am HKI, darunter 110 Doktoranden.

Informationen zur Leibniz-Gemeinschaft http://www.leibniz-gemeinschaft.de
Die Leibniz-Gemeinschaft vereint 86 Einrichtungen, die anwendungsbezogene Grundlagenforschung betreiben und wissenschaftliche Infrastruktur bereitstellen. Insgesamt beschäftigen die Leibniz-Einrichtungen rund 16.800 Menschen – darunter 7.800 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – bei einem Jahresetat von insgesamt knapp 1,4 Milliarden Euro.
Die Leibniz-Gemeinschaft zeichnet sich durch die Vielfalt der in den Einrichtungen bearbeiteten Themen und Disziplinen aus, welche insbesondere den Brückenschlag zwischen den Geistes- und Sozialwissenschaften und den Natur-, Lebens- und Ingenieurwissenschaften ermöglichen. Die Forschungsmuseen der Leibniz-Gemeinschaft bewahren und erforschen das natürliche und kulturelle Erbe. Darüber hinaus sind sie Schaufenster der Forschung, Orte des Lernens und der Faszination für die Wissenschaft.

Ansprechpartner
Dr. Michael Ramm
Wissenschaftliche Organisation
Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e.V.
– Hans-Knöll-Institut –
Beutenbergstrasse 11a
07745 Jena
+49 3641 532 10 11 (T)
+49 3641 532 08 01 (F)
pr@hki-jena.de

Dr. Michael Ramm | idw
Weitere Informationen:
http://www.presse.hki-jena.de
http://www.leibniz-gemeinschaft.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen
20.07.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten
20.07.2018 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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