Fortschritte in der Antibiotika-Forschung

Biologen der Universität Rostock haben einen neuen Ansatz zum Aufspüren von neuen Antibiotika entdeckt. Der Schlüssel sind Enzym-Paare in der Biosynthese von Terpenen/Terpenoiden.

„Das sind Naturstoffe mit komplexen Strukturen, die bisher hauptsächlich in Pflanzen, Pilzen und Tieren nachgewiesen wurden und deren Moleküle auch in Bakterien gefunden wurden“, erklärt Prof. Birgit Piechulla vom Institut für Biowissenschaften.

Sie hat in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt gemeinsam mit der jungen Biologin Dr. Nancy Magnus untersucht, wie in Bakterien der Stoffwechsel von Terpenen funktioniert. Diese Substanzgruppe ist schon längere Zeit für die Pharmazie von großem Interesse.

Ihre Funktionen sind bislang nur lückenhaft erforscht, zum Beispiel gehören Bestandteile ätherischer Öle zu dieser chemischen Gruppe. Kurzum: Terpene sind Kohlenwasserstoff-Verbindungen biologischen Ursprungs. Zu den Terpenoiden gehören beispielsweise das gegen Krebs eingesetzte Taxol der Eibe oder das gegen Malaria wirksame Artemisinin aus dem einjährigen Beifuß oder auch die allgemein bekannten Wirkstoffe wie Cholesterin, Steroid-Hormone oder Carotin.

„Bakterien haben eine große Trickkiste, die schwer zu durchschauen ist“, betont Piechulla. Aber ihr Team sei in mühevoller Laborarbeit mit hochmoderner apparativer Ausstattung einem neuen Weg der Biosynthese von nicht klassischen Terpenen, also irregulären Terpenen, auf die Spur gekommen.

Das Team um Piechulla hatte bereits herausgefunden, welche Bausteine für die Biosynthese der Duftstoffe in Tabakpflanzen verantwortlich sind. Die Muster dieser Duftstoffe spielen eine wichtige Rolle bei der Kommunikation von Pflanzen mit anderen Organismen, aber auch mit anderen Pflanzen. Dieses Wissen übertrugen die Rostocker Biologen jetzt auf das große Feld der Mikroorganismen. Dabei haben sie Enzyme mit neuen Fähigkeiten entdeckt.

Am Ende könne es dazu führen, dass die Forscher neuen Naturstoffen mit interessanten Eigenschaften auf die Spur kommen, die als neue Antibiotika oder Medikamente eingesetzt werden könnten. Ohnehin ist die Suche nach neuen Wirkstoffen von größtem Interesse, weil beispielsweise die bekannten Antibiotika wegen Resistenzen immer mehr an Wirkung einbüßen.

„Wir haben die Chance, durch neue Wege in der Biosynthese von Terpenoiden neue Wirkstoffe zu finden“, ist Piechulla überzeugt. Weil bisher nur eine Handvoll Bakterien untersucht worden seien, jedoch das Reich der Mikroorganismen auf der Erde enorm groß sei, sei das Forschen an Terpenen in dieser Organismengruppe besonders vielversprechend.