Sind antivitamins die neuen Antibiotika?

Antivitamin sind Substanzen, die die biologische Funktion eines echten Vitamins hemmten. Einige antivitamins haben eine ähnliche chemische Struktur, die die des tatsächlichen Vitamins, deren Wirkung sie blockieren oder beschränken. Für diese Studie, Professor Kai Tittmann Team vom Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften an der Universität Göttingen arbeitete zusammen mit Professor Bert de Groot Gruppe vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie Göttingen und Professor Tadgh Begley von der Texas A & M University (USA). Gemeinsam untersuchten sie den Wirkungsmechanismus auf atomarer Ebene eines natürlich vorkommenden antivitamin von Vitamin B1. Einige Bakterien sind in der Lage eine toxische Form dieses lebenswichtigen Vitamin B1 zu produzieren konkurrierenden Bakterien zu töten. Diese besondere antivitamin hat nur ein einziges Atom zusätzlich zu dem natürlichen Vitamin in einer scheinbar unwichtigen Stelle und die spannenden Forschungsfrage war, warum die Wirkung des Vitamins wurde noch verhindert oder „vergiftet.“

Tittmann Team verwendete hochauflösende Proteinkristallographie zu untersuchen, wie die antivitamin ein wichtiges Protein hemmen vom zentralen Stoffwechsel von Bakterien. Die Forscher fanden heraus, dass die „der Protonen tanzen“, die in funktionierenden Proteine ​​werden normalerweise beobachtet, fast vollständig zu funktionieren aufhört und das Protein nicht mehr funktioniert. „Nur ein zusätzliches Atom in der antivitamin wirkt wie ein Sandkorn in einem komplexen Getriebesystem durch seine fein abgestimmte Mechanik blockiert“, erklärt Tittmann. Es ist interessant zu bemerken, dass die menschlichen Proteine ​​in der Lage sind relativ gut mit dem antivitamin zu bewältigen und der Arbeit fortsetzen. Der Chemiker de Groot und sein Team Computersimulationen, um herauszufinden, warum das so ist. „Die menschliche Proteine ​​entweder binden nicht an die antivitamin überhaupt oder so, dass sie nicht‚vergiftet‘sind“, sagt der Max-Planck-Forscher. Der Unterschied zwischen den Wirkungen der antivitamin auf Bakterien und auf dem menschlichen Proteinen eröffnet die Möglichkeit, es als ein Antibiotikum, das in der Zukunft verwendet und damit neue therapeutische Alternativen zu schaffen.

Das Forschungsprojekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.