Mycobakterien methylieren antibiotisch wirksame Stoffe
Das ubiquitär vorkommende, opportunistisch pathogene Bakterium Pseudomonas aeruginosa ist ein häufiger Erreger nosokomialer Infektionen; besonders gefährdet sind Mukoviszidose-Patienten. P. aeruginosa produziert ein breites Arsenal sogenannter Virulenzfaktoren, darunter eine Reihe von Sekundärmetaboliten, die Wirtszellen, aber auch mikrobielle Konkurrenten schädigen können. So ist beispielsweise das 2-Heptyl-4-hydroxychinolin-4(1H)-on (HQNO) von P. aeruginosa ein hochwirksamer Inhibitor des respiratorischen Elektronentransfers.
Mycobacteroides abscessus kommt natürlicherweise in feuchten Böden und in Gewässern vor, kann aber auch – insbesondere bei immungeschwächten Personen und Mukoviszidose-Patienten –Infektionen und entzündliche Lungenschäden hervorrufen. Bemerkenswert ist, dass M. abscessus das P. aeruginosa Toxin HQNO durch Methylierung detoxifizieren kann (Thierbach et al. 2017, ACS Chem. Biol. 2(9):2305-2312). In der vorliegenden Studie, die in der Fachzeitschrift „The FEBS Journal“ erschienen ist, gelang es, das für diese Methylierungsreaktion verantwortliche Enzym zu identifizieren. Auch der Tuberkuloseerreger Mycobacterium tuberculosis besitzt eine solche Methyltransferase. Diese mycobakteriellen Enzyme katalysieren nicht nur eine O-Methylierung des Toxins HQNO und weiterer strukturell ähnlicher bioaktiver Substanzen, sondern sie modifizieren auch das Grundgerüst eines synthetischen antimycobakteriellen Wirkstoffs durch N-Methylierung. Die neu identifizierten „heterocyclic toxin methyltransferases“ scheinen daher zur Resistenz von Mycobakterien gegen antibiotisch wirkende Substanzen beizutragen.
Beteiligte Institutionen und Förderung:
An der Studie waren neben der WWU die Vrije Universiteit Brussels, Belgien, beteiligt. Die Studie erhielt finanzielle Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (FE 383/25-1).
Originalpublikation:
Sartor P, Bock J, Hennecke U, Thierbach S, Fetzner S (2020). Modification of the Pseudomonas aeruginosa toxin 2-heptyl-1-hydroxyquinolin-4(1H)-one and other secondary metabolites by methyltransferases from mycobacteria. First published: 16 October 2020. The FEBS Journal.