Methode voor grootschalige productie en screening antimicrobiële peptiden

De Rijksuniversiteit Groningen heeft met de ETH Zürich en de universiteit van Regensburg een productielijn ontwikkeld om grote aantallen nieuwe lantibiotische peptiden te maken en te testen.

Trefwoorden: #antibiotica, #antimicrobiële, #comycine, #DNA, #eiwit, #ETH Zürich, #genen, #genenbank, #grootschalig, #lantibiotica, #Oscar Kuipers, #peptiden, #productie, #productielijn, #Regensburg, #Rijksuniversiteit Groningen, #ring, #screening, #universiteit

Lees verder

research

( Foto: RUG - Steven Schmitt ETH Zürich )

ENGINEERINGNET.BE - Gezien de snelle toename van resistentie bij ziekteverwekkers is het nodig om nieuwe, niet-natuurijke antibiotica te maken. Lantibiotica zijn een interessante optie.

Deze bestaan uit kleine eiwitten, ofwel peptiden, die door ribosomen worden gemaakt. Enzymen koppelen vervolgens aminozuren in het peptide aan elkaar zodat zich ringen vormen. De ringen kunnen uit verschillende aminozuurreeksen bestaan.

RUG hoogleraar moleculaire biologie Oscar Kuipers: ‘Eerst maakten we stukjes synthetisch DNA met de code voor verschillende ringen. Die genetische modules combineerden we tot lantibioticum-genen met willekeurige combinaties van vijf ringen.’

De genenbank die ze zo maakten bevat ongeveer 14.000 genen. De volgende stap was het screenen van de genproducten op werkzaamheid tegen micro-organismen. Hiervoor pasten de onderzoekers een techniek voor het screenen van enzymen aan.

De volgende stap was om uit bolletjes met een sterk antimicrobieel effect de cellen te isoleren die de lantibiotica produceren. ‘We vonden antibiotica met verschillende werkingsmechanismen,’ aldus Kuipers.

Het experiment leverde veel informatie op over de relatie tussen structuur en functie van de verschillende ringen in de peptiden. Die informatie is bruikbaar voor gericht ontwerpen van nieuwe antibiotica.

Nog een conclusie uit het onderzoek is dat de ‘productielijn’ – van het maken van een genenbank tot het screenen en karakteriseren van de peptiden – efficiënt werkt.

‘We werken nu aan het maken van lantibiotica met één ring. De peptiden met vijf ringen uit de eerste studie zijn te groot voor praktische toepassing in de geneeskunde,' legt Kuipers uit. 'Veel antibiotica die we kennen lijken al op een structuur met één ring, zoals bijvoorbeeld vancomycine.’

Deze bestaande antibiotica worden gemaakt door aminozuren met behulp van enzymen aan elkaar te koppelen, terwijl lantibiotica via genen door ribosomen worden gemaakt.

Kuipers: ‘Daardoor kunnen we snelle moleculairbiologische technieken gebruiken om grote genenbanken te maken en te screenen.’