Pharmazeuten graben im Genom von Bakterien nach Schätzen

Das Genom des Bakteriums Streptomyces enthält Baupläne für Naturstoffe, die bislang unbekannt sind – weitere Funde sind nach Überzeugung einer Marburger Forschungsgruppe sehr wahrscheinlich.

Die Mikroben-Gattung Streptomyces umfasst harmlose Bodenbewohner, die eine Fülle an Naturstoffen bilden; so sind sie für den charakteristischen Geruch des Waldbodens verantwortlich. Auch Substanzen mit medizinischer Bedeutung gehen auf die Bakterien zurück, zum Beispiel Antibiotika wie Tetracyclin und Streptomycin. „Wir zeigen, dass diese Bodenbewohner eine Quelle vieler weiterer Naturstoffe sein können“, sagt der Pharmazeut Prof. Shu-Ming Li von der Philipps-Universität Marburg, der die Forschungsarbeiten leitete.

Das Team fand heraus, dass das Genom der Arten Streptomyces monomycini und Streptomyces varsoviensis Baupläne für Enzyme enthalten, die ungewöhnliche Moleküle produzieren: Diese bestehen aus Proteinvorstufen, die mit dem DNA-Baustein Guanin gekoppelt sind. Schon in einer früheren Studie beschrieb Lis Arbeitsgruppe eine derartige Verknüpfung eines Guanin-Restes mit einem kleinen Peptid. Die damalige Publikation diente als Vorarbeit zu dem aktuellen Artikel. „Nach unserer Kenntnis wurde noch nie zuvor von einer solchen Zusammenstellung eines kleinen Peptids mit einer Nukleobase berichtet“, erklärt Lis Mitarbeiterin Jing Liu, die als Erstautorin der Publikation in „Angewandte Chemie“ firmiert.

Die Forschungsgruppe identifizierte acht bislang unbekannte Naturprodukte, die durch die neu entdeckten Enzyme gebildet werden. „Unsere Daten zeigen, dass die von uns gefundenen Enzyme als besondere Biokatalysatoren fungieren“, führt Li aus.

Professor Dr. Shu-Ming Li lehrt Pharmazeutische Biologie an der Philipps-Universität Marburg. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft sowie das Stipendienprogramm „China Scholarship Council“ des chinesischen Bildungsministeriums unterstützten die zugrunde liegende Forschungsarbeit finanziell.