Die Wirkungsweise der Zwei-Komponenten-Antibiotika

27. April 2004, 12:27
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Blockierungsmechanismus gegen Bakterien analysiert

Hamburg - Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts ist es gelungen, die Wirkungsweise von Zwei-Komponenten-Antibiotika im Ribosom bakterieller Erreger detailliert aufzuklären. Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Ribosomenstruktur haben den einzigartigen Blockierungsmechanismus erforscht, mit dem Dalfopristin und Quinupristin, die potentesten Vertreter der Streptogramine, die Proteinsynthese von Bakterien blockieren und sie damit abtöten. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift BMC Biology veröffentlicht. Sie sollen helfen, dringend benötigte neue Antibiotika zu entwickeln und die Wirksamkeit bereits vorhandener Medikamente gegen resistente Erreger zu verbessern.

Synergistische Wirkung

Die Besonderheit der Streptogramine ist ihre synergistische Wirkung. Sie bestehen aus zwei chemisch nicht verwandten Komponenten, die üblicherweise als Streptogramin A und B bezeichnet werden. Die beiden Komponenten können gekoppelt ihre Wirkung potenzieren und sind dadurch in der Lage, auch weitgehend resistente Erreger zu eliminieren. Ihre leistungsfähigsten Vertreter sind Dalfopristin und Quinupristin, die in einer 30:70-Mischung seit Anfang 2000 unter dem Handelsnamen Synercid® zur Verfügung stehen. Aufgrund seiner synergistischen Wirkung durchbricht Synercid® auch die zunehmende Resistenz von Enterococcus faecium gegen Vancomycin. Enterococcus faecium ist einer der so genannten VREF-Erreger, die aufgrund ihrer Resistenz gegen Vancomycin ebenso gefürchtet sind wie Staphylococcus aureus.

Ergänzung an den Angriffspunkten

Die Aktivitäten der beiden Moleküle ergänzen sich nicht nur hinsichtlich ihrer engen Wechselwirkung, sondern auch in ihren Angriffspunkten. Quinupristin, also die Streptogramin-B-Komponente, bindet in ähnlicher Weise wie die Antibiotika Erythromycin oder Roxithromycin im Tunnel der 50S-Untereinheit, so dass das Ribosom nur noch sehr kurze Polypeptidketten erzeugen könnte. Dalfopristin, die Streptogramin-A-Komponente, verhindert auch das, indem es direkt im Peptidyl-Transferase-Zentrum bindet, so dass tRNA-Moleküle, die die Aminosäuren anliefern, nicht mehr erfolgreich binden können.

Von besonderer Bedeutung ist eine weitere Änderung der rRNA-Struktur, die in erster Linie von Dalfopristin verursacht wird. Eine bestimmte rRNA-Base (U2585 - E. coli) wird unter der Wirkung der Antibiotika um 180 Grad geklappt. Diese Base ist für die Aktivität des Ribosoms bei der Bildung von Peptidketten von entscheidender Bedeutung. Durch die induzierte Änderung kann die Base nicht mehr aktiv am Geschehen teilnehmen und hinterlässt ein inaktives Ribosom. Diese Inaktivierung des Ribosoms ist auch dann von Dauer, wenn das Streptogramin A nicht mehr gebunden ist. (pte)

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