Tyske forskere udvikler en ny mutasyntese-tilgang til derivatisering af antibiotika

En ny metode til derivatisering af antibiotika er udviklet af professor Dr. Yvonne Mast, leder af Institut for Bioressourcer for Bioøkonomi og Sundhedsforskning, og hendes arbejdsgruppe ved Leibniz Instituttet DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures.

Antibiotika er medicinsk vigtige forbindelser, der ofte produceres af mikroorganismer. Sådanne naturlige stoffer har ofte en kemisk kompleks struktur og kan derfor være vanskelige eller endda umulige at syntetisere eller modificere kemisk ved hjælp af semisyntese. Det er dog ofte nødvendigt at tilpasse disse stoffer for at forbedre effektiviteten eller, som i tilfældet med antibiotika, for at give resistensbrydende egenskaber.

Mutasyntese tilbyder et alternativ til kemisk modifikation eller "derivatisering" af stoffer. Denne tilgang genererer mutanter af antibiotika-producerende mikroorganismer, hvor generne for antibiotikumprecursoren(erne) inaktiveres, så mikroorganismen ikke længere kan producere dem.

Ved at "fodre" mutanter med modificerede præprodukter (precursor-derivaterne), inkorporeres disse derefter i antibiotikum-precursor-molekylet, hvilket resulterer i produktionen af ​​nye antibiotika-derivater.

Mutasyntese:En tilgang til at modificere antibiotika

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i RSC Chemical Biology , beskriver Prof Masts arbejdsgruppe en ny mutasyntese-tilgang til derivatisering af antibiotikumet pristinamycin I. Pristinamycin er et streptogramin-antibiotikum, der bruges som nødlægemiddel mod resistente patogener.

"Vi modificerede pristinamycin I baseret på aminosyreprecursoren phenylglycin ved mutasyntese," forklarer antibiotikaforsker Yvonne Mast.

"Dette var kun muligt, fordi vi tidligere havde identificeret og funktionelt karakteriseret phenylglycinbiosyntesegenerne, hvilket gjorde det muligt for os at generere to nye halogenerede bioaktive pristinamycin I-derivater i vores nuværende undersøgelse."

"Nyheden i denne undersøgelse ligger i, at vi koblede en biotransformationsproces til mutasyntese, hvor phenylglycinderivatets forstadium leveres af en genetisk modificeret bakteriestamme (E. coli-stamme). Indtil videre er dette den eneste bioteknologiske proces af dens slags, som vi har kaldt mutasynthesis 2.0," siger prof Mast.

Flere oplysninger: Oliver Hennrich et al., Biotransformationskoblet mutasyntese til dannelse af nye pristinamycinderivater ved at manipulere phenylglycinresten, RSC Chemical Biology (2023). DOI:10.1039/D3CB00143A

Leveret af Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH