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Antibiotikaresistenz verstehen

2.8.2021

Die Zellmembran spielt bei der Antibiotikaresistenz eine entscheidende Rolle. Hier werden Antibiotika entweder auf dem Weg ins Zellinnere blockiert oder durch das ATP-getriebene Transportmolekül von innen nach außen katapultiert.

Wie dieser Transportprozess an der Membran verläuft, untersuchten die Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt/Main und die Universität Tokio. Die Wissenschaftler identifizierten vier makrozyklische Peptide, die an Membrantransportproteine binden und diese blockieren. Vorteile solcher Wirkstoffe: Sie sind zyklisch und werden in der Zelle weniger schnell abgebaut. Die ringförmige Struktur ermöglich ihnen, ohne große Umlagerungen an das Zielmolekül zu binden. Außerdem wird bei ihrer Herstellung die Bauanleitung quasi als Barcode mitgeliefert. Die Bindung der Wirkstoffe an den ATP-Transporter kann am Anfang oder Ende des Transportprozesses geschehen. Durch eine extreme Verlangsamung des Prozesses gewannen die Forscher nähere Einblicke: Die These, dass die ATP-Hydrolyse die Energie für den Transport durch die Membran liefert, muss revidiert werden. Vielmehr ist es die Bindung an das ATP-Molekül selbst, dass Substanzen aus der Zelle befördert. Die aus der Hydrolyse gewonnene Energie dient hingegen dazu, den ATP-Transporter wieder in den Ausgangszustand zu versetzen. Mit diesen und weiteren Einblicken in das Membrangeschehen hoffen die Autoren, künftig Medikamente, die nicht das Risiko einer Resistenzentwicklung bergen, herstellen zu können.

Pressemitteilung Goethe-Universität Frankfurt/Main, Mai 2021

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