Biotechnologie 2

Sekundärmetabolite

Was sind Lipopeptid Antibiotika, benennen Sie zwei Vertreter. Wie wirken sie und durch welche Gruppe von Enzymen werden sie synthetisiert?

Polypeptid-Antibiotika:
  • Niedermolekulare Peptide mit Fettsäureresten/längere lipophile Seitenketten.
  • Durch hydrophobe Modifikation (Lipidanker) → Bindung an Zellmembranen
 
2 Beispiele:
Bacitracin (11 AS), Daptomycin (13 AS)
       
Wirkungsweise:
  • Angriffsort in der Cytoplasma-Membran (NICHT ZELLWAND)
    • Die Kontrollmechanismen sind gestört, weshalb unerwünschte oder gar schädliche Stoffe eindringen können.
    • Einbau der Poren ausschließlich in die Membran, nicht in die zellwand --> Es kommt nicht zur Zelllyse --> bakterizid wirkendes Antibiotikum ohne Zelllyse

Wirkweise Bsp. Daptomycin:
  • Durch Calcium-Ionen aktiviert
  • Insertion in Zellmembran
  • Wechselwirkung zwischen einzelnen insertierten Molekülen (auch Ca abhängig)
  • Kanalartige Strukturen, wirken wie Kaliumkanäle (ausschleusen von Kalium)
  • Depolarisation des Membranpotentials
  • Inhibieren des Zellwachstums bis zum Zelltod
  • Es wird außerdem lt. Experimenten die bakterielle DNA-, RNA- und Proteinsynthese gestört
 
Bildung
  • Einbau von nicht-proteinogenen L-AS (Ornithin, 3-Methylglutaminsäure, Kynurin)
  • Synthese mittels Nichtribosomalen-Pepidsynthetasen NRPS (Aktivierung des einzubauenden Lipidrests mit DptA). (Anschließende Zyklisierung durch TE)
 
Modifikationen:
  • 3-MeGlu: Biosynthese-Gencluster codierten Methyltransferase.
    --> Deletiert man Methyltransferase, Daptomycin-Derivate, welche keine 3-MeGlu-Einheit mehr enthalten.
  • Baukastenähnliche Aufbau der NRPS erlaubt die gerichtete Veränderung von Biosynthesegenen mit dem Ziel der Produktion von abgewandelten Derivaten.

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