Charakterisierung der Bioaktivität von Thiopeptid-Antibiotika

Die komplexen makrozyklischen Thiopeptid-Antibiotika werden vorrangig von spezifischen Thiopeptid-resistenten, grampositiven Streptomyces-Bodenbakterien („Emitter“-Stämme) ribosomal produziert und zeigen eine hohe antibiotische Aktivität gegenüber anderen grampositiven Bakterien durch die Inhibierung der ribosomalen Translationselongation. Neben ihrer antibiotischen Wirkung können die Thiopeptide in subminimal hemmenden Konzentrationen die Expression von mindesten zwei Thiostrepton-induzierten Proteinen (TIP) fördern. Dabei binden sie analog sekundärer Botenstoffe in Thiopeptid-sensitiven Streptomyces spp. („Responder“-Stämme) als Ligand an den Transkriptionsfaktor Thiostrepton-induziertes Protein A „large form“ (TipAL). Dadurch wird sowohl die Transkription des Transkriptionsfaktors selbst als auch die des stärker exprimierten Thiostrepton-induzierten Protein A „short form“ (TipAS) induziert. In der vorliegenden Arbeit wurde durch die Kombination von bioinformatischen, mikrobiologischen, molekularbiologischen und proteinbiochemischen Versuchsdurchführungen die biologische Relevanz der Thiopeptid-Antibiotika als interzellulären Signalstoff in mikrobiellen Lebensgemeinschaften aufzeigt. Zum einen konnte durch eine ausführliche BLAST-Suche in der Domäne der Bakterien weitere tipA- ähnlichen Gene identifiziert werden und deren vermutliche funktionelle Relevanz auch außerhalb der Streptomyces spp. aufdecken. Zum anderen konnte durch die Generierung und Charakterisierung einer tipA-Knockout-Mutante, sowie Expressionsanalysen der TipA- Proteine die Rolle des TIP-Thiopeptid-Komplexes im „Responder“-Stamm S. coelicolor A3(2) nachvollzogen werden. Die Ergebnisse legen nahe, dass Thiopeptid-Antibiotika an den Stress-Resilienz-fördernden Mechanismen aktiv beteiligt sind, die aber nicht direkt zur Resistenz führen.