Erzeugung von Antibiotika in Bakterien
Kurz vor seinem Tod schrieb der Nobelpreisträger Richard Feynman 1988 sein berühmtes Zitat "Nur was ich nachbauen kann, habe ich richtig verstanden" an eine Wandtafel. In diese Richtung ging auch das EU-finanzierte Projekt PTM-FLEX (Synthetic biology approach for the design of new-to-nature peptide-based antibiotic molecules) und entwickelte mit Methoden der synthetischen Biologie lebende Systeme, die je nach Maßgabe bioaktive hochflexible Moleküle erzeugen können. Schwerpunkt war die Herstellung neuartiger Antibiotika wie Lantipeptiden aus ribosomal synthetisierten und posttranslational modifizierten Peptiden (RiPP). Diese biologisch aktiven natürlichen Substanzen können von verschiedensten Organismen wie Prokaryoten, Eukaryoten und Archaeen produziert werden. Durch umfangreiche posttranslationale Modifikation (PTM) ribosomal synthetisierter Vorläuferpeptide können mithilfe bestimmter Enzyme RiPPs hergestellt werden, die eine spezifische Struktur und Funktionalität haben. Diese RiPPs zeichnen sich durch hohe Stabilität, molekulare Zielspezifität und erweiterte Funktionalität aus. Da die Kosten für Genomsequenzierungen sinken, wird auch die Identifizierung spezifischer RiPPs schneller und billiger. PTM-FLEX entwickelte eine E. coli-Expressionsplattform für die Isolation und Charakterisierung geeigneter RiPP-produzierender Stämme. Ein weiteres Ergebnis ist ein Hochdurchsatzverfahren, mit dem täglich mehrere potenzielle Antibiotikaproduzenten gescreent werden können. Das Projekt ebnet damit den Weg für die Entwicklung von Antibiotika mit neuer Wirkungsweise, deren baldiger klinischer Einsatz die Verfügbarkeit antibakterieller Substanzen oder präventiver Antibiotika erhöhen wird.
Schlüsselbegriffe
Bakterien, Antibiotikaresistenz, Mehrfachresistenz, PTM-FLEX, RiPP
