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TRR 261

   

Transregionaler Sonderforschungsbereich 261:
"Zelluläre Mechanismen der Antibiotika-Wirkung und -Produktion"


Projektsprecherin

Professorin Dr. Heike Brötz-Oesterhelt
Eberhard Karls Universität Tübingen
Interfakultäres Institut für Mikrobiologie und Infektionsmedizin
Mikrobielle Wirkstoffe
Auf der Morgenstelle 28
72076 Tübingen
 
Koordinatorin des Bonner Standortes

Professorin Dr. Tanja Schneider
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Institut für Pharmazeutische Mikrobiologie
Meckenheimer Allee 168
53115 Bonn
Tel.: 0228/73- 5688
E-Mail: [Email protection active, please enable JavaScript.]


Allgemeine Zusammenfassung der Aufgaben und Ziele

Die Suche nach neuen Wirkstoffen für die Entwicklung dringend benötigter Antibiotika war in den letzten Jahrzehnten wenig erfolgreich. Dies ist nicht zuletzt auf mangelndes Wissen um grundlegende Prozesse der Antibiotika-Produktion und -Wirkungsweise zurückzuführen. So wurde offensichtlich, dass wir selbst bei seit langem angewendeten Antibiotika oft nicht verstehen, wie sich die Blockierung ihrer bakteriellen Zielstrukturen auf der zellulären Ebene auswirkt, und dies obwohl die unmittelbaren Interaktionen solcher Antibiotika mit ihren Zielstrukturen detailliert beschrieben sind. Dabei sind es oft die vielfältigen, auf die primäre Target-Wechselwirkung folgenden Effekte, die eine effiziente Antibiotikawirkung bedingen und letztlich zum Zelltod führen, z.B. die nachfolgende Fehlsteuerung oder Desintegration von biosynthetischen Multi-Enzym-Komplexen. Untersuchungen von Antibiotika-Mechanismen im zellulären Kontext werden dazu beitragen, geeignete von weniger geeigneten Wirkmechanismen zu unterscheiden, Synergien zwischen Antibiotika besser zu verstehen und Spezies- und Zelltyp-bezogene Unterschiede zu erklären. Ganz ähnlich haben wir im Hinblick auf die Antibiotikaproduktion zwar ein detailliertes Wissen über Gencluster von Biosyntheseenzymen und deren grundsätzliche Funktion, wissen aber nur wenig über direkte räumliche Interaktionen zwischen den einzelnen Komponenten der komplexen Biosynthesemaschinerie sowie über die Physiologie der Produzentenzelle im Verlauf des Produktionsprozesses. Durch Untersuchung dieser Aspekte, ihrer Einbindung in zelluläre regulatorische Netzwerke und des Zusammenspiels zwischen Primär- und Sekundärstoffwechsel möchten wir zu einem rationaleren und effizienteren Produktionsprozess beitragen.

Bedeutende Fortschritte in der bakteriellen Zellbiologie haben gezeigt, wie hoch organisiert eine Bakterienzelle ist und wie räumlich und zeitlich koordiniert die zentralen Makromolekül-Biosynthesen im Zellzyklus ablaufen. Es ist offensichtlich, dass auch Antibiotika-Produktion und Antibiotika-Wirkung im Kontext einer komplexen hochorganisierten Bakterienzelle untersucht werden müssen. Die moderne Zellbiologie mit ihren enormen technischen Entwicklungen macht nun derartige Ansätze in der Antibiotikaforschung möglich, die dadurch bedeutende Erkenntnisse für neue Wirkstoffe gewinnen kann. Gleichzeitig sind Antibiotika wiederum wertvolle Werkzeuge für die Beantwortung offener Fragen zellbiologischer Prozesse.

In der Transregio-SFB Initiative „Zelluläre Mechanismen der Antibiotika-Produktion und -Wirkung“ (engl.: Cellular Mechanisms of Antibiotic Action and Production; Acronym: ANTIBIOTIC CellMAP) schlagen wir vor, Antibiotika-Synthesen Seite-an-Seite mit Antibiotika-Wirkungsweisen in wachsenden Bakterien und dennoch mit molekularem Fokus zu untersuchen. Auf diese Weise wollen wir zu einem integrierten Verständnis dieser Prozesse beitragen, eine Grundlage für rationale Ansätze zur Antibiotika-Suche und Entwicklung schaffen und gleichzeitig neue Erkenntnisse zur zellulären Organisation von prokaryontischem Leben erzielen.              
 


Beteiligte Instititionen:

  • Eberhard Karls Universität Tübingen
  • Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

 

Laufzeit:
ab 1. Juli 2019

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