Biotechnologia: metalowy kolektor z bakterii

Jak wyodrębnić ze środowiska metale

Mikroorganizmy, takie jak grzyby i bakterie, a także rośliny tworzenia szerokiego zakresu substancji chemicznych, które nie są absolutnie niezbędne dla ich przeżycia. Takie tak zwane metabolity wtórne są zazwyczaj tworzone w odpowiedzi na aktualne warunki środowiskowe. Należą do nich cząsteczki wiążącej metal chelatujące. Najlepiej opisana grupa chelatujących są siderofory żelaza wiążące. Są one istotne w wielu procesach metabolicznych, a żelazo jest niezbędnym składnikiem wielu enzymów i szlaków sygnalizacyjnych. Na przykład, bakterie chorobotwórcze użyciu siderofory do ekstraktu żelaza z gospodarza na ich metabolizm. Gospodarz może wtedy cierpi na niedobór żelaza. Ale siderofory są również wykorzystywane przez bakterie żyjące w glebie, które w ten sposób uzyskać dostęp do żelaza, aw efekcie uzyskać przewagę nad innymi organizmami w tym samym środowisku. W uzupełnieniu do specyficznych środków chelatujących żelazo, istnieje szereg innych dla różnych metali i niemetali, takie jak cynk, wanadu, molibdenu lub nawet tlenku uranu.

Wiele potencjalnych zastosowań

„Takie środki chelatujące mają wiele potencjalnych zastosowań”, wyjaśnia Dirk Tischler. „Mogą być stosowane, na przykład, w celu rozwiązania podłogi, ekstraktu selektywnie lub odrębnych surowców, lub w biosensorics lub medycynie.” W zastosowaniach medycznych siderofory stosuje się do leczenia nadmiaru żelaza w organizmie, zaburzeń znanych jako „choroba magazynowania żelaza”.

W ciągu ostatnich kilku lat, jego grupa badawcza, razem z innymi zespołami, zidentyfikował kolejnych szczepów, które tworzą chelatujące i opisane nowych struktur. Są one również skutecznie odczytano informację genetyczną do tworzenia tych substancji i wprowadza je w łatwy w obsłudze, organizmów, takich jak bakterie Escherichia coli. Te bakterie służyć jako producenci wymagane substancje naturalne lub substancje modyfikowane. „W ten sposób możemy tworzyć związki pół-sztucznych”, mówi Dirk Tischler.

Biosyntezę prekursorów

W artykule przeglądowym, opisuje różne środki chelatujące naturalnych i ich zdolność do wiązania i metali niemetali i bada obecnych i potencjalnych przyszłych zastosowań. „Obecnie jesteśmy wykorzystując wiedzę zdobyliśmy do tej pory stworzyć sztuczne szlaku biosyntezy, które pozwalają nam generować i scharakteryzować prekursory sideroforów”, konkluduje Tischler. Te prekursory zostanie następnie chemicznie zmodyfikowany w celu uzyskania dostępu do nowych klas leków.

finansowanie

Badania były częściowo finansowane przez Dechema w ramach stypendium Max Buchnera MBFSt 3646 oraz Ministerstwo Nauki i Innowacji, Badań w Nadrenii Północnej-Westfalii (PTJ-TRI / 1141ng006).