En ny metod för derivatisering av antibiotika har utvecklats av professor Dr Yvonne Mast, chef för avdelningen för bioresurser för bioekonomi och hälsoforskning, och hennes arbetsgrupp vid Leibniz-institutet DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures.
Antibiotika är medicinskt viktiga föreningar som ofta produceras av mikroorganismer. Sådana naturliga ämnen har ofta en kemiskt komplex struktur och kan därför vara svåra eller till och med omöjliga att kemiskt syntetisera eller modifiera med hjälp av halvsyntes. Men att anpassa dessa substanser är ofta nödvändigt för att förbättra effektiviteten eller, som i fallet med antibiotika, för att ge resistensbrytande egenskaper.
Mutasyntes erbjuder ett alternativ till kemisk modifiering eller "derivatisering" av ämnen. Detta tillvägagångssätt genererar mutanter av antibiotikaproducerande mikroorganismer, där generna för antibiotikaprekursorn(-erna) inaktiveras, så att mikroorganismen inte längre kan producera dem.
Genom att "mata" mutanter med modifierade pre-produkter (prekursorderivaten) inkorporeras dessa sedan i antibiotikumprekursormolekylen, vilket resulterar i produktion av nya antibiotikaderivat.
I en studie som nyligen publicerades i RSC Chemical Biology , beskriver Prof Masts arbetsgrupp en ny mutasyntesmetod för derivatisering av antibiotikumet pristinamycin I. Pristinamycin är ett streptograminantibiotikum som används som akutläkemedel mot resistenta patogener.
"Vi modifierade pristinamycin I baserat på aminosyraprekursorn fenylglycin genom mutasyntes", förklarar antibiotikaforskaren Yvonne Mast.
"Detta var bara möjligt eftersom vi tidigare hade identifierat och funktionellt karakteriserat fenylglycinbiosyntesgenerna, vilket gjorde det möjligt för oss att generera två nya halogenerade bioaktiva pristinamycin I-derivat i vår nuvarande studie."
"Det nya med den här studien ligger i det faktum att vi kopplade en biotransformationsprocess till mutasyntes, där prekursorn för fenylglycinderivat tillhandahålls av en genetiskt modifierad bakteriestam (E. coli-stam). Hittills är detta den enda bioteknologiska processen av dess typ, som vi har döpt till mutasynthesis 2.0", säger professor Mast.
Mer information: Oliver Hennrich et al, Biotransformation-kopplad mutasyntes för generering av nya pristinamycinderivat genom att konstruera fenylglycinresten, RSC Chemical Biology (2023). DOI:10.1039/D3CB00143A
Tillhandahålls av Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH
