Bakterier är alltmer resistenta mot tillgängliga antibiotika. Ett team av kemister från tekniska universitetet i München (TUM) har nu identifierat viktiga enzymer i metabolismen av stafylokocker. Att blockera dessa enzymer på ett riktat sätt svälter dem.

"Medicin behöver nya vapen mot bakterier, "säger professor Stephan Sieber." Många bakterier är redan resistenta mot vanliga läkemedel. Ett viktigt mål med forskningen är således att identifiera nya angreppspunkter. "

Tillsammans med doktorand student Annabelle Hoegl och hans team vid ordföranden för organisk kemi II vid tekniska universitetet i München, forskaren har utvecklat ett förfarande för isolering och metabolisering av enzymer som styr ämnesomsättningen. "Om vi ​​kunde blockera dessa enzymer, "Stephan Sieber förklarar målet, "vi kunde mer eller mindre svälta ut patogenerna."

Den nya metoden testades på Staphylococcus aureus. Bakterien är utbredd, med många arter som är resistenta mot antibiotika. Staphylococci består av tusentals proteiner. "Isolera enzymer med specifika egenskaper från denna höstack, att identifiera dem och undersöka deras funktion utgjorde en verklig utmaning, "minns Sieber.

De enzymer som forskargruppen riktar sig till använder vitamin B6 för att påskynda kemiska reaktioner i cellen. En avgörande komponent i vitamin B6 är pyridoxalfosfat, eller PLP. Utan PLP-beroende enzymer, bakteriernas ämnesomsättning skulle stanna, svälter mikroorganismerna ihjäl.

Spårning av enzymer med markörer

Teamet använde ett kemiskt modifierat pyridoxalfosfat för att detektera sådana PLP-beroende enzymer. De markerade molekylerna tillsattes till en näringslösning där bakterierna Staphylococcus aureus förökas.

Eftersom lösningen inte innehöll någon naturlig PLP, de PLP-beroende enzymerna inkluderade markörerna, använder dem för metabolism. Kemisterna sprängde sedan bakterierna med ultraljud och fiskade ut enzymerna som bär markörerna.

Principen för molekylärt fiske, eller "proteinprofilering, "som det kallas, är inte helt nytt. Men, TUM-forskarna är de första som använder denna metod för att undersöka PLP-beroende enzymer.

"Vi kunde visa att metoden är mycket effektiv, "understryker Sieber." Många fysiologiskt viktiga enzymer i Staphylococcus är beroende av pyridoxalfosfat. Vi isolerade 73% av dessa enzymer, analyserade dem med masspektrometri och identifierade dem. "

Dessutom, laget avslöjade tidigare okända PLP-beroende enzymer och dechiffrerade deras funktioner. "Därmed upptäckte vi en outnyttjad skatt i vårt sökande efter nya antibiotikamål, säger kemisten.

Denna insikt kan nu användas för att utveckla nya aktiva medel mot bakterier. I nästa steg, forskarna hoppas kunna undersöka enzymernas funktioner mer detaljerat och avgöra hur bakteriemetabolismen kan blockeras på ett målinriktat sätt utan att skada friska mänskliga celler.