So tödlich wie Keanu Reeves

Im Rahmen der Beschäftigung mit Fragestellungen zu Räuber-Beute-Interaktionen lassen sich interessante Beobachtungen machen, die Rückschlüsse darauf erlauben, wie ein Mikroorganismus entweder einem Räuber entkommt oder ihn tötet. Dieser Logik folgend haben Forschende um Dr. Sebastian Götze vom Department of Paleobiotechnology am Leibniz-Institut für Naturstoffforschung und Infektionsbiologie in Jena eine potenziell sehr nützliche Entdeckung gemacht, die aufzeigt, wie Bakterien der Gattung Pseudomonas räuberische Amöben abwehren.

In einer Arbeit, die im »Journal of the American Chemical Society« erschien, beschreiben die Forschenden die Identifizierung der Gene, die für die Biosynthese der Keanumycine A, B und C nötig sind. Die Gene sind in Clustern angeordnet, wie dies für nicht ribosomale Peptidsynthetasen üblich ist.

Bei den Keanumycinen handelt es sich um Peptide, die nicht an den Ribosomen synthetisiert werden. Die neu entdeckten Substanzen sind in der Lage, auf nanomolarer Ebene Amöben abzutöten. Die genauere Analyse der Peptide zeigte zudem, dass sie auch eine starke antimykotische Aktivität entfalten, insbesondere gegen das gefürchtete Pflanzenpathogen Botrytis cinerea, den Verursacher der Grauschimmelfäule, aber auch gegen humanpathogene Pilze.

Dabei sind Keanumycine biologisch abbaubar, sodass sich bei Behandlung von Pflanzen keine dauerhaften Rückstände im Boden bilden sollten. Damit hat das Naturprodukt das Potenzial, eine umweltfreundliche Alternative zu chemischen Pflanzenschutzmitteln zu werden.

Die Strukturen der Keanumycine, nach der die Wirkstoffe zu den Lipodepsipeptiden zählen, wurden durch eine Kombination aus Kernspinresonanz, Tandem-Massenspektrometrie und Abbauexperimenten vollständig aufgeklärt. Dabei fiel vor allem ein ungewöhnliches terminales Iminmotiv bei Keanumycin C auf, das die Familie der nicht proteinogenen Aminosäuren um einen hochreaktiven Baustein erweitert.

Die Forschenden schauten sich auch die Genaktivitätsmuster an, die für den Hefepilz Candida albicans nach Exposition mit Keanumycin A typisch sind. Hieraus lassen sich Hypothesen zum Wirkmechanismus ableiten, wobei diese Erkenntnisse dann in die Entwicklung neuer pharmazeutischer und agrochemischer Antimykotika einfließen können. Keanumycine sind offensichtlich nicht hoch toxisch für menschliche Zellen und wirken bereits in sehr geringen Konzentrationen auch gegen humanpathogene Pilze.

»Wir haben eine Krise bei Antiinfektiva«, erklärt Götze in einer Pressemitteilung seiner Universität. »Viele humanpathogene Pilze sind mittlerweile resistent gegen Antimykotika – auch weil sie in großen Mengen in der Landwirtschaft eingesetzt werden.« Vor zunehmenden Resistenzen gegen diese Wirkstoffe hatten auch vor Kurzem zwei Experten im Gespräch mit der PZ gewarnt.