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Ein Anthrax-Wirkstoff aus dem Meer

Das strukturell ungewöhnliche Antibiotikum Anthracimycin, gewonnen aus marinen Actinomyceten, wirkt gegen Anthrax.




Abbildung: Eine signifikante Aktivität gegen Bacillus anthracis, das bakterielle Pathogen bei Anthraxinfektionen, entfaltet das neue Antibiotikum Anthracimycin, das von einem Meeresactinomyceten in Salzkultur produziert wird. Durch Chlorierung von Anthracimycin entsteht ein Dichlorderivat, das weiterhin gegen Gram-positive Bakterien wie den Anthraxerreger aktiv ist, aber auch gegen ausgewählte Gram-negative Bakterien wirkt. [Quelle: Angewandte Chemie]
Anthracimycin Struktur

Gegen Anthrax und verschiedene andere grampositive Bakterien wirkt ein potenzieller neuer Wirkstoff aus einem marinen Mikroorganismus, den amerikanische Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie vorstellen.

Ein chloriertes Analogon tötet gramnegative Bakterien ab.

Anthrax ist eine gefährliche Infektionskrankheit, die vom sporenbildenden Bakterium Bacillus anthracis hervorgerufen und von infizierten Nutztieren übertragen wird.

Seit einigen Jahren ist Anthrax als biologischer Kampfstoff gefürchtet: Anschläge damit forderten 2001 fünf Menschenleben. Eine Anthrax-Infektion erfordert meist eine langwierige Behandlung mit Antibiotika. Besonders gefährlich ist eine Infektion über die Atemwege. Entsprechend bedeutend ist die Suche nach neuen wirkungsvollen Antibiotika.

Aus küstennahen Sedimenten in der Nähe von Santa Barbara, Kalifornien, haben Forscher um William Fenical nun eine Streptomyces-Spezies gewonnen, deren Kulturextrakte eine deutliche antibiotische Aktivität gegen Anthrax-Erreger zeigen. Dem Team von der University of California at San Diego und von Trius Therapeutics, San Diego, gelang es, daraus eine Verbindung zu isolieren, die Anthrax-Erreger sowie weitere grampositive Bakterien, wie Staphylokokken, Enterokokken und Streptokokken, abtötet. Gegenüber gramnegativen Bakterien war es dagegen so gut wie wirkungslos.

Mit verschiedenen Analysenmethoden konnten die Forscher die Struktur des Anthracimycin genannten Wirkstoffs bestimmen. Anthracimycin enthält ein ungewöhnliches System aus einem Ring mit 14 und zwei Ringen mit je sechs Kohlenstoffatomen. Es handelt sich um ein Makrolid, dessen Biosynthese sehr wahrscheinlich über den so genannten Polyketidweg läuft. Mit röntgenkristallographischen Untersuchungen konnten die Forscher auch die absolute Konfiguration der sieben asymmetrischen Kohlenstoffzentren der Verbindung und damit die vollständige räumliche Struktur identifizieren.

Diese Verbindungsklasse ist völlig anders als alle bekannten Antibiotika. Ein ähnliches Kohlenstoffgerüst findet sich jedoch bei Chlorotonil, einem Metaboliten des terrestrischen Myxobacteriums Sorangium cellulosum. Allerdings unterscheidet sich Chlorotonil in seinem Kohlenstoffgerüst, trägt zwei Chloratome und die Stereochemie der meisten asymmetrischen Kohlenstoffzentren ist anders als bei Anthracimycin.

Um die Wirkung der Chloratome in der verwandten Verbindung Chlorotonil zu erforschen, chlorierten die Wissenschaftler Anthracimycin. Dieses chlorhaltige Analogon zeigte sich nur noch etwa halb so wirksam gegenüber B. anthracis. Dafür war die Aktivität gegenüber einer Reihe gramnegativer Pathogene deutlich gesteigert. Dieser Befund ist bedeutsam, weil gramnegative Erreger häufig gegen gängige Antibiotika resistent sind. Umfassende Studien dieser neuen antibakteriellen Verbindungsklasse könnten zur Entwicklung effektiver neuer Wirkstoffe führen.

 

Über den Autor

Dr. William Fenical ist Professor für Ozeanographie und pharmazeutische Wissenschaften sowie Direktor des Center for Marine Biotechnology and Biomedicine der Scripps Institution of Oceanography an der University of California at San Diego. Er ist Fellow der American Society of Pharmacognosy, Fellow der American Association for the Advancement of Science und wurde von der American Chemical Society mit dem Ernest Guenther Award in Natural Products Chemistry ausgezeichnet.


Zusatzinformationen:

Dr. Kyoung Hwa Jang, Dr. Sang-Jip Nam, Dr. Jeffrey B. Locke, Christopher A. Kauffman, Deanna S. Beatty, Lauren A. Paul, Prof. Dr. William Fenical:
Anthracimycin, a Potent Anthrax Antibiotic from a Marine-Derived Actinomycete.
In: Angewandte Chemie; online veröffentlicht am 17. Juni 2013, DOI 10.1002/ange.201302749

Quelle: Angewandte Chemie, Pressemitteilung Nr. 26/2013

 


Aktualisiert am 03.07.2013.



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