Ein Antibiotikum aus Insekten eliminiert Bakterien auf neuartige Weise

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Das von Baumwanzen produzierte Antibiotikum Thanatin zerstört die äussere Membran von gramnegativen Bakterien. John Robinson's Gruppe, Oliver Zerbe und Forscher der UZH und ETH haben nun herausgefunden, dass dies durch einen bisher unbekannten Mechanismus geschieht. Thanatin soll deshalb als Ausgangsstoff für die Entwicklung neuer Antibiotika-Klassen dienen.

Protein-Protein-Wechselwirkungen im Visier

Mit Hilfe modernster Methoden gelang den Zürcher Forschenden nun der Nachweis, dass Thanatin den Transport der Lipopolysaccharid-Bausteine zur äusseren Membran unterbricht. Der betroffene Transportweg besteht aus einer Superstruktur von sieben verschiedenen Proteinen, die sich zu einer Art Brücke zusammenlagern, die von der inneren Membran über den wässrigen Zwischenraum bis hin zur äusseren Membran reicht. Entlang dieser Struktur wandern die Lipopolysaccharide zur Zelloberfläche, wo sie für den Aufbau der Membran bereitgestellt werden. Thanatin blockiert die Wechselwirkung zwischen den Brückenproteinen und verhindert so die Ausbildung der Superstruktur. Die Lipopolysaccharide gelangen deshalb nicht an ihren Bestimmungsort, die äussere Membran kann nicht aufgebaut werden und die Bakterien sterben ab.

Die Entwicklung neuer klinischer Kandidaten vorantreiben

«Dieser Wirkmechanismus ist bisher beispiellos und öffnet neue Perspektiven für die Entwicklung zukünftiger Antibiotika-Klassen gegen gefährliche Keime», erklärt Robinson, «Das Ergebnis zeigt erstmals die Möglichkeit auf, die Protein-Protein-Wechselwirkungen in der bakteriellen Zelle mit geeigneten Substanzen gezielt zu hemmen.»

Literatur: 

Stefan U. Vetterli, Katja Zerbe, Maik Müller, Matthias Urfer, Milon Mondal, Shuang-Yan Wang, Kerstin Moehle, Oliver Zerbe, Alessandra Vitale, Gabriella Pessi, Leo Eberl, Bernd Wollscheid, and John A. Robinson. Science Advances, 2018, 16 November. DOI: 10.1126/sciadv.aau2634

Auszug aus der UZH Medienmitteilung vom  14 November 2018