Neue Antibiotikafamilie gegen S. aureus?

Allein in Deutschland werden jedes Jahr knapp 132.000 Methicillin-resistente Staphylococcus aures (MRSA)-Fälle registriert. S. aureus kann eine Reihe an Infektionen auslösen, von Hautentzündungen bis hin zu Lungenentzündungen. Da S. aureus oft diese Resistenzen gegen gebräuchliche Antibiotika entwickelt, kann es dann nur schwierig behandelt werden. Neuartige Antibiotika sind daher dringend erforderlich. 

Starke Wirkung nutzbar machen

Biphenomycine zeigen eine starke Wirkung gegen S. aureus, doch der natürliche Produzent, ein Stamm der Gattung Streptomyces, stellt diesen Naturstoff in zu gerinem Maße her, um ihn für ein Arzneimittel nutzen zu können. Auch die für die Bildung verantwortlichen Gene waren lange unbekannt, sodass die Produktion nicht auf einen anderen Wirt übertragen werden konnte. Doch nun konnten Forschende den Biosyntheseweg aufdecken.

„Wir konnten erstmals die Abfolge aller enzymatischen Schritte entschlüsseln, mit denen das Biphenomycin-produzierende Bakterium ein einfaches Peptid in das fertige, biologisch aktive Biphenomycin-Molekül umwandelt. Dieses Verständnis des Biosynthesewegs liefert nun eine Grundlage, um diese Naturstofffamilie gezielt zu verbessern“, erläutert Erstautorin Elisabeth Strunk. Die Bakterien produzieren zunächst nur ein Enzym, das aber die Information enthält, wie es im weiteren Verlauf verändert werden soll. So bearbeiten dann mehrere spezialisierte Enzyme das Peptid nach einer definierten Reihenfolge. Ein Enzympaar, BipEF, vereint zwei Funktionen in einem Schritt, was bisher unbekannt war: Es gibt chemische Gruppen in das Peptid und schneidet es auch an einer definierten Stelle.

Mithilfe des Biosynthesewegs können die Forschenden damit starten, die beteiligten Gene zu manipulieren, um die Produktion in optimierte Stämme zu übertragen. So können Biphenomycine  für weiterführende Untersuchungen in einer ausreichenden Menge hergestellt werden. Jahrelang waren sie wissenschaftlich interessant, aber praktisch nicht nutzbar. So können Biphenomycine zu realen Therapieoptionen weiterentwickelt werden.

Literatur:
Strunk E, Lobert A, Khorovich T, Gulder T.A. et al.: Biosynthesis of the Biphenomycin Family of Potent Antibiotics. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202516156. DOI: 10.1002/anie.202516156.

Quelle: idw