Gesundheit

Medikament Vielfalt in Bakterien: Forscher entschlüsseln Mechanismus zur Diversifizierung der bioaktiven phenazines

Phenazines sind weit verbreitet und chemisch verschiedenen bakteriellen Natürliche Produkte, die erfüllen verschiedene biologische Funktionen. Wie Antibiotika, einige Derivate töten Bakterien; andere sind giftig für Pilze und/oder Krebszellen. Es gibt auch Derivate, die es ermöglichen, die Bakterien, um zu überleben in einer Umgebung, die feindlich ist, wie der menschliche Körper. Diese Virulenz-Faktoren sind oft entscheidend für die Bakterien zu pathogenen.

Biochemisch, alle phenazines sind abgeleitet von der einfachen grundlegenden Strukturen, wie phenazine-1,6-dicarbonsäure oder phenazine-1-carboxylic acid, dessen Biosynthese ist gut verstanden. Doch diese anfänglichen Strukturen drastisch geändert, in der Peripherie, so dass eine große Anzahl der phenazine derivatives möglich sind, einige davon können in der Tat finden sich in verschiedenen Bakterien. Die Molekulare Biotechnologie der Forschungsgruppe um Professor Helge Bode, gelang nun die Identifizierung neuer Mechanismen, mit denen die Bakterien um diese zu ändern einfach die grundlegenden Strukturen, was in Derivate, die sich auf Gram-positive und Gram-negative Bakterien, als auch auf Zellen höherer Organismen.

„Bakterien sind in der Lage zu bestimmen, welche Derivate erstellt werden soll, mit einem zentralen neuen aldehyd-intermediate sowie die Aktivierung einer zweiten Biosynthese-gen-cluster“, erklärt Dr. Yi-Ming Shi, der untersucht das system während eines Humboldt-Stipendiums. Dies bedeutet, dass die Bakterien Mechanismen zu verwenden, die für die Entwicklung von Medikamenten, ähnlich denen in der pharmazeutischen Forschung, wo neue Derivate hergestellt werden unter Verwendung der gleichen grundlegenden Strukturen. Wahrscheinlich die Bakterien nutzen die phenazines zu töten andere Bakterien und Schimmelpilze, die Lebensmittel Konkurrenten in Ihrem jeweiligen ökosystem. Mit einer Strategie, erstellen viele verschiedene Arten von Derivaten, die Bakterien sind gut ausgerüstet zu begegnen unbekannten Konkurrenten, wie der cocktail von Derivaten weist eine Vielzahl von biologischen Aktivitäten.

„Es wäre jetzt spannend, herauszufinden, wie Bakterien eigentlich erkennen, welche Derivate erforderlich sind, zu einem bestimmten Zeitpunkt“, sagt Helge Bode. „Entweder Sie produzieren nur jene Derivate, die tatsächlich benötigt werden, oder die Bakterien halten ein ganzes arsenal von Derivaten, so dass Sie für jede situation vorbereitet.“

Die Gruppe wird deshalb weiterhin Ihre Forschungen in diesem Bereich. Erste Ergebnisse auf der zugrunde liegenden Regulationsmechanismen, könnte auch verwendet werden, für biotechnologische Anwendungen erscheinen vielversprechend.