Den gramnegativen Bakterien an den Kragen gehen

Naturstoff-inspiriertes Wirkstoffdesign gegen antibiotikaresistente Bakterienstämme

31.10.2016 - Deutschland

Viele Mikroorganismen produzieren Naturstoffe, die potenziell antibiotisch wirken und deshalb intensiv untersucht werden. Münchner Wissenschaftler haben jetzt eine Klasse von chinonartigen Substanzen mit zusätzlicher Epoxid-Funktion auf ihre antibakterielle Wirkung hin unter die Lupe genommen. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, können die Verbindungen sogar problematische Salmonella-Keime abtöten, indem sie in deren Stressantwort eingreifen.

Das Auftreten von multiplen Antibiotikaresistenzen gehört zu den dringendsten Herausforderungen in der klinischen Forschung. Besonders evident ist das Problem bei den gramnegativen Bakterien, die eine für Moleküle kaum zu durchdringende äußere Zellmembran haben. Daher durchforsten Wissenschaftler die vielfältigen Strukturmotive von Naturstoffen auf ihre Fähigkeit, in Mikroorganismen einzudringen und dort möglichst essentielle Enzyme zu hemmen. Stephan Sieber, Iris Antes und ihre Kollegen an der Technischen Universität München erforschen hierbei eine Molekülklasse, die ein in vielen Naturstoffen vorkommendes Chinon-Epoxid-Strukturmotiv aufweist, auf ihre antibakterielle Wirkung.

Die fraglichen Moleküle wurden durch "Klickchemie" mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert, um sie bei der Analyse des Bakterienproteoms zu erkennen, wenn sie mit ihrem - noch unbekannten - Zielprotein reagiert haben. Unter den getesteten Substanzen fanden die Forscher nicht nur die Verbindung FM233, die Salmonella-Keime abtöten kann, die zu den häufig auftretenden Krankheitserregern gehören. Sie konnten auch die Zielproteine identifizieren, mit denen FM233 interagiert. Demnach sind zwei der Zielproteine Teil des Reaktionssystems der Bakterien auf Stress. "Die antibiotische Wirkung von FM233 stammt zum großen Teil aus kombinatorischen Hemmung der bakteriellen Stressantwort und der daraus resultierenden Stressempfindlichkeit", schreiben die Autoren. Die Funktion des dritten Zielproteins war zuvor nicht bekannt. Aus mehreren Tests folgern die Wissenschaftler jedoch, "dass dieses Protein nicht am antibakteriellen Mechanismus beteiligt ist."

Dass FM233 in die bakterielle Stressantwort eingreifen kann, ist ein vielversprechender Ansatzpunkt für die weitere Forschung an der antibakteriellen Wirkung dieses speziellen Molekülgerüsts. Manchmal kann ja schon sehr kleine strukturelle Änderungen am Molekül eine stark veränderte Aktivität auslösen, was dann ein weiterer wichtiger Schritt im Kampf gegen Resistenzen sein kann.

Originalveröffentlichung

Franziska A. Mandl et al.; "Naturstoffbasierte Aminoepoxybenzochinone inhibieren das Wachstum verschiedener Serovare des Gram-negativen Krankheitserregers Salmonella durch Abschwächen der bakteriellen Stressabwehr"; Angewandte Chemie; 26 October 2016

https://www.bionity.com/de/news/160303/den-gramnegativen-bakterien-an-den-kragen-gehen.html