Narkotika mangfoldighed i bakterier

Bakterier producerer en cocktail af forskellige bioaktive naturprodukter for at overleve i fjendtlige miljøer med konkurrerende (mikro) organismer. I det aktuelle nummer af Naturens kemiske biologi , forskere ved Goethe Universitet demonstrerer, at de gør det ved at ændre grundlæggende strukturer, svarer til tilgangen inden for farmaceutisk forskning.

Phenaziner er udbredte og kemisk forskellige bakterielle naturprodukter, der kan opfylde forskellige biologiske funktioner. Ligesom antibiotika, nogle derivater dræber bakterier; andre er giftige for svampe og/eller kræftceller. Der er også derivater, der gør det muligt for bakterierne at overleve i et miljø, der er fjendtligt over for dem, såsom menneskekroppen. Disse virulensfaktorer er ofte afgørende for, at bakterierne kan blive patogene.

Biokemisk, alle phenaziner stammer fra simple grundstrukturer, såsom phenazin-1, 6-dicarboxylsyre eller phenazin-1-carboxylsyre, hvis biosyntese er godt forstået. Imidlertid, disse indledende strukturer kan ændres drastisk i periferien, så et stort antal phenazinderivater er mulige, hvoraf flere faktisk kan findes i forskellige bakterier. Forskningsgruppen Molecular Biotechnology ledet af professor Helge Bode er nu lykkedes med at identificere nye mekanismer, der gør det muligt for bakterierne at ændre disse enkle grundstrukturer, resulterer i derivater, der virker på både grampositive og gramnegative bakterier, såvel som på celler fra højere organismer.

"Bakterier er i stand til at bestemme, hvilke derivater der skal dannes ved hjælp af et centralt nyt aldehydmellemprodukt samt aktivering af en anden biosyntetisk genklynge, "forklarer Dr. Yi-Ming Shi, der undersøgte dette system under et Humboldt -stipendium. Dette betyder, at bakterier anvender mekanismer til lægemiddeludvikling, der ligner dem, der bruges i farmaceutisk forskning, hvor nye derivater produceres ved hjælp af de samme grundstrukturer. Mest sandsynligt bruger bakterierne phenazinerne til at dræbe andre bakterier og svampe, der er fødevarekonkurrenter i deres særlige økosystem. Ved hjælp af en strategi til at skabe mange forskellige slags derivater, bakterierne er godt rustet til at modvirke ukendte konkurrenter, som cocktail af derivater udviser en bred vifte af biologisk aktivitet.

"Det ville nu være fascinerende at finde ud af, hvordan bakterier faktisk genkender, hvilke derivater der kræves på et givet tidspunkt, "fastslår Helge Bode." Enten producerer de kun de derivater, der rent faktisk er nødvendige, eller bakterierne beholder et arsenal af derivater, så de er forberedt på enhver situation. "

Gruppen vil derfor fortsætte deres forskning på dette område. Første resultater om de underliggende reguleringsmekanismer, der også kan bruges til biotekniske applikationer, ser lovende ud.