Fakultät für Chemie und Pharmazie

Antibiotika - Molekularer Rausschmeißer macht resistent

Resistente Bakterien stellen ein immer größeres Problem dar. Eine neue Studie belegt, dass ein molekularer "Rausschmeißer" Antibiotika direkt von ihrem Wirkort entfernt - eine wichtige Erkenntnis für die Entwicklung verbesserter Wirkstoffe.Viele bakterielle Infektionen können mit Antibiotika wirkungsvoll bekämpft werden - doch zu häufige Anwendung oder falscher Umgang mit den wertvollen Medikamenten haben Folgen: Immer mehr Bakterien werden resistent. Die Entwicklung neuer wirksamer Medikamente ist also dringend erforderlich.

 

Eine wichtige Ausgangsbasis dafür sind Kenntnisse über die Wirkmechanismen dieser Substanzen und der entstehenden Resistenzen. Hier setzt die Forschung des LMU-Wissenschaftlers Daniel Wilson an, der nun eine gängige Annahme zum Mechanismus der Tetrazyklin-Resistenz widerlegen konnte. Tetrazykline sind eine große Familie häufig verschriebener Breitbandantibiotika. Wie die meisten Antibiotika docken sie an den bakteriellen Ribosomen an. Dort verhindern sie die Herstellung neuer Proteine, die für das Überleben und die Vermehrung der Krankheitserreger notwendig sind. "Die Resistenz gegen Tetrazykline entwickelt sich auf mehreren verschiedenen Wegen", erklärt Wilson, der auch dem Exzellenzcluster "Center for Integrated Protein Science Munich" (CiPSM) angehört: Meistens werden die Antibiotika entweder mithilfe einer sogenannten Effluxpumpe direkt aus der Zelle beseitigt, oder das Tetrazyklin wird durch spezialisierte Schutzproteine vom Ribosom entfernt.

Schutzprotein verdrängt Antibiotkum

Bisher herrschte unter Wissenschaftlern die Annahme vor, dass diese Schutzproteine eher indirekt wirken, indem sie die räumliche Anordnung des Ribosoms so verändern, dass das Tetrazyklin nicht mehr angedockt bleiben kann. Mithilfe kryo-elektronenmikroskopischer Methoden rekonstruierte Wilson nun die dreidimensionale Struktur von Komplexen aus Ribosomen und dem Schutzprotein TetM und widerlegte so diese Theorie: "Wir konnten zeigen, dass TetM direkt an der Tetrazyklin-Bindungsstelle wirkt und das Antibiotikum aktiv von seinem Platz entfernt", so Wilson.

"Unsere neuen Erkenntnisse zur Vermittlung der Tetrazyklin-Resistenz durch TetM können entscheidend dazu beitragen, eine neue Generation wirkungsvoller Tetrazyklin-Abkömmlinge zu entwickeln", erläutert Wilson die therapeutischen Implikationen der Studie. (PNAS 2012).