Forscher kommen Naturstoff-inspiriertem Wirkstoffdesign gegen antibiotikaresistente Bakterienstämme näher

Viele Mikroorganismen produzieren Naturstoffe, die potenziell antibiotisch wirken. Wissenschaftler der Technischen Universität München haben jetzt eine Klasse von chinonartigen Substanzen mit zusätzlicher Epoxid-Funktion auf ihre antibakterielle Wirkung hin analysiert. Laut einem Artikel in "Angewandte Chemie" können die Verbindungen sogar problematische gramnegative Salmonellen abtöten, indem sie in deren Stressantwort eingreifen.

Das Problem bei gramnegativen Bakterien ist, dass sie über eine für Moleküle kaum zu durchdringende äußere Zellmembran verfügen. Daher durchforsten Wissenschaftler die Strukturmotive von Naturstoffen auf ihre Fähigkeit, in Mikroorganismen einzudringen und dort möglichst essentielle Enzyme zu hemmen. Das Münchner Team untersuchte dabei eine Molekülklasse, die ein in vielen Naturstoffen vorkommendes Chinon-Epoxid-Strukturmotiv aufweist, auf ihre antibakterielle Wirkung.

Die Moleküle wurden für die Arbeit mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert, um sie bei der Analyse des Bakterienproteoms zu erkennen, wenn sie mit ihrem Zielprotein reagieren. Unter den getesteten Substanzen wurde zum Beispiel die Verbindung FM233 gefunden, die Salmonella-Keime abtöten kann. Die Wissenschaftler 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 der 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.

Quelle: Angewandte Chemie (abstract)/APA

Bildquelle: APA/Helmholtz-Zentrum/Helmholtz-Zentrum