Förderung und Hemmung von bakteriellem Zellwachstum

Die Zellwand einer Bakterie ist eine überlebenswichtige Struktur, an der viele Antibiotika wie etwa Penicillin angreifen können. Für die Entwicklung neuer antimikrobieller Substanzen, die der Resistenzbildung entgegenwirken, müssen die molekularen Prozesse beim Wachstum dieser Zellwand genauer erforscht werden.

Gesundheit

Gram-negative Bakterien wie Escherichia coli sind von einer Zellwand bzw. Hülle aus Peptidoglycanen (PG) umgeben, die sie vor (negativen) Veränderungen der Umgebung schützt. Während des Zellzyklus sind zwei teilweise interagierende Proteinkomplexe aktiv – das Elongasom und das Divisom - vor allem im Zeitraum von der Dehnung der Zellmembran bis zur anschließenden Zellteilung. Das EU-finanzierte Projekt PGRECONST (Assembly and coordination of peptidoglycan synthesis complexes during bacterial growth and cell division) sollte in vitro ein neues PG entwickeln und besonders auf essenzielle Proteine abzielen, die die Proteinsynthesekomplexe mitregulieren. Dabei entdeckte man neue Wechselwirkungen zwischen Proteinen aus dem Elongasom und dem Divisom. Nach strukturellen und genetischen Analysen der Proteine wurden die Ergebnisse dann in vivo bestätigt. Die neu entdeckten Interaktionen stützen die bislang nur vermutete funktionelle Redundanz der wichtigsten bifunktionellen Synthasen PBP1A und PBP1b. Insgesamt ist diese Redundanz der beiden Hauptenzyme Voraussetzung für eine robuste PG-Synthese. Das wichtigste Resultat von PGRECONST - dass PBP1A mit zwei Zellteilungsproteinen interagiert und so die Syntheseaktivität verbessert wird – ist Schwerpunkt eines demnächst erscheinenden Forschungsbeitrags. Die Identifizierung von Proteinen, die an Zellwachstum und -teilung beteiligt sind, wird das molekulare Design neuer Antibiotika befördern.

Schlüsselbegriffe

Bakterienzellwachstum, Zellwand, Peptidoglycan, Proteinkomplexe, Zellteilung, PGRECONST

Assembly and coordination of peptidoglycan synthesis complexes during bacterial growth and cell division

Förderung und Hemmung von bakteriellem Zellwachstum

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