Enzymupptäckt kan leda till nya antibiotika och cancerläkemedel

En nyupptäckt typ av enzymatisk reaktion i bakterier öppnar nya möjligheter för syntes av molekyler av intresse för läkemedelsproduktion. Denna studie, som publicerades i Nature Chemical Biology söndagen 14 oktober, gäller Thiostrepton A som är ett antibiotikum särskilt effektivt mot multiresistenta bakterier och har nyligen beskrivits som ett potentiellt motmedel mot bröstcancer. Bakom studien står forskare från INRA i Paris, SLU Uppsala och Max Planck-institutet i Heidelberg.

Den antibiotiska verkan av Thiostrepton A är känd sedan 50 år, men de gener som är involverade i dess biosyntes beskrevs först 2009. Forskarna har nu studerat verkningsmekanismen hos ett av de enzymer som tillhör familjen metyltransferaser och som deltar i ett tidigt och avgörande skede av biosyntesen av Thiostrepton A. De har inte bara identifierat enzymet som ansvarar för överföringen av metylgruppen på tryptofan, utan de har också visat att denna reaktion sker genom en enzymatisk mekanism som varit helt okänd fram tills nu.

Kunskap om den exakta funktionen hos enzymet ger möjlighet att förbättra egenskaperna hos denna anti-cancermolekyl, men också att producera nya molekyler av farmaceutiskt intresse. Eftersom denna typ av enzym är mycket vanlig belyser den aktuella studien därmed funktionen också hos många liknande enzymer, inklusive de som finns i tarmflorans arvsmassa, i vårt matsmältningssystem.

Forskare Olivier Berteau från det franska institutet för lantbruksforskning, INRA, och Corine Sandström från institutionen för kemi, SLU Uppsala, har samarbetat sedan 2003 om mekanismerna hos enzymer inblandat i antibiotikaresistens samt biosyntes av antibiotika och anticancerläkemedel. Forskarna är också samarbetspartner i det EU-finansierade forskningsprojektet PolyModE, vars syfte är att identifiera nya polysackaridmodifierande enzymer.

Fakta
Thiostrepton A produceras av Streptomycesbakterier från en peptid och från aminosyran tryptofan. Dessa två molekyler genomgår en kaskad av förändringar som omfattar 20 enzymer vars funktioner till stor del är okända.

Läs mer
S. Pierre, A. Guillot, A. Benjdia, C. Sandström, P. Langella, O. Berteau. Thiostrepton tryptophan methyltransferase expands the chemistry of radical SAM enzymes. Nature Chemical Biology, DOI : 10.1038/NChemBio.1091

Kontakt
Professor Corine Sandström, institutionen för kemi, SLU Uppsala
Tel. 018-67 15 04, mejladress: Corine.Sandstrom@slu.se

Fotnot: Biosyntes är en bildning av en kemisk förening genom en levande organism. Källa: Nationalencyklopedin. Enzymer är proteiner som katalyserar, dvs. ökar, eller minskar hastigheten på kemiska reaktioner.