Fruchtfliegen-Wirkstoff könnte zu neuen Antibiotika führen

Eine neue Studie weist auf den antibakteriellen Mechanismus des Peptids hin.

Forscher der University of Illinois in Chicago haben herausgefunden, dass ein aus Fruchtfliegen gewonnenes Peptid den Weg für die Entwicklung neuer Antibiotika ebnen könnte.

Veröffentlicht in Chemische NaturbiologieIhre Studie ergab, dass ein natürliches Peptid namens Drosocin das Insekt vor bakteriellen Infektionen schützt, indem es an bakterielle Ribosomen bindet. Sobald Drosocin gebunden ist, verhindert es, dass das Ribosom seine Hauptaufgabe ordnungsgemäß erfüllt – die Herstellung neuer Proteine, die die Zellen zum Funktionieren benötigen.

Die Proteinproduktion kann gestoppt werden, indem man in verschiedene Phasen der Translation eingreift – den Prozess, durch den es produziert wird DNA Es wird in Proteinmoleküle „übersetzt“. Die UIC-Wissenschaftler entdeckten, dass Drosocin an das Ribosom bindet und die Beendigung der Translation verhindert, wenn das Ribosom auf das Stoppsignal am Ende des Gens trifft.

„Drosocin ist das zweite Peptidantibiotikum, von dem bekannt ist, dass es die Translationsterminierung stoppt“, sagte Alexander Mankin, Studienautor und angesehener Professor vom Center for Biomolecular Sciences und der Abteilung für Pharmazeutische Wissenschaften am College of Pharmacy. Das andere, Apidaecin genannte, kommt in Honigbienen vor und wurde erstmals 2017 von UIC-Wissenschaftlern beschrieben.

Dem UIC-Labor, das gemeinsam von Mankin und Nora Vázquez-Laslop, einer Forschungsprofessorin am College of Pharmacy, geleitet wird, ist es gelungen, ein Fruchtfliegenpeptid und Hunderte seiner Mutanten direkt in Bakterienzellen zu produzieren.

„Drosocin und seine aktiven Mutanten, die in Bakterien hergestellt werden, zwangen die Bakterienzellen zur Selbstzerstörung“, sagte Mankin.

Während die Peptide Drosocin und Apidaecin auf die gleiche Weise wirken, stellten die Forscher fest, dass ihre chemischen Strukturen und Bindungsarten an das Ribosom unterschiedlich sind.

„Durch das Verständnis der Funktionsweise dieser Peptide hoffen wir, denselben Mechanismus für potenzielle neue Antibiotika nutzen zu können. Der direkte Vergleich der Komponenten der Peptide erleichtert die Entwicklung neuer Antibiotika, die das Beste aus jedem herausholen“, sagte Mankin.

Referenz: „Hemmung der Translationsterminierung durch das antimikrobielle Peptid Drosocin“ von Kyle Mangano, Dorota Kleepaki, Erosa Ohanmo, Chitana Palega, Weiping Huang, Alexandra Brakel, Andor Krisan, Yuri S. Polikanov, Ralph Hofmann und Nora Vazquez-Laslope 23. Chemische Naturbiologie.
DOI: 10.1038/s41589-023-01300-x

Die Studie wurde gefördert durch Nationales Gesundheitsinstitut.