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Wie bauen Bakterien Naturstoffe auf? – LOEWE-MegaSyn an Entdeckung grundlegender Mechanismen molekularer Prozesse beteiligt

© Helge B. Bode/ Goethe-Universität

Die Wirkstoffe vieler Antibiotika oder Krebsmedikamente sind Naturstoffe. Das bedeutet, dass oft nur Mikroorganismen wie etwa Bakterien oder Pilze die komplexen Strukturen selbst herstellen können. Wie genau das funktioniert, war bisher noch nicht ganz klar.

Ein Forscher-Team der Technischen Universität München (TUM) und der Goethe-Universität Frankfurt, darunter auch Helge Bode, Professor für Molekulare Biotechnologie (Goethe-Uni) und Sprecher des LOEWE-Schwerpunkts MegaSyn haben jetzt grundlegendes zu den Mechanismen aufgeklärt: Vergleichbar der Produktionskette am Fließband einer Fabrik setzen große Enzymkomplexe Wirkstoff-Moleküle zusammen.  Die Herstellung der Natur-Wirkstoffe im Labor ist dagegen mit großem Aufwand verbunden und gelingt mit Hilfe der sogenannten Polyketidsynthasen (PKS). Dabei werden die gewünschten Moleküle in zwei Stufen aufgebaut. Während die modifizierten Schritte der zweiten Stufe der PKS für viele Wirkstoffe gut untersucht ist, gab es bisher kaum Einblicke in die Arbeitsweise der ersten Stufe. Die Arbeitsgruppen um Michael Groll (TU München) und Helge Bode haben die grundlegenden Mechanismen der Stufe untersucht und ihre Ergebnisse im Fachjournal Nature Chemistry veröffentlicht.

„Basierend auf diesen Erkenntnissen wird es in Zukunft möglich sein, gezielt in die zentralen biochemischen Prozesse einzugreifen und damit die Grundstrukturen zu verändern, anstatt sich auf die dekorierenden Enzyme zu beschränken“ so Helge Bode. Langfristiges Ziel ist die Verbesserung von Antibiotika und anderen Medikamenten, wofür nun ein Grundstein gelegt werden konnte.