Eine Studie über ein Enzym, das beim Aufbau und der Reparatur von DNA in lebenden Organismen hilft, erweitert unser Verständnis darüber, wie diese Prozesse gesteuert werden und wie wir damit Infektionen bekämpfen können.
Chemiker an der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Lund in Schweden haben zusammen mit ihren Kollegen in Umeå und Stockholm das Enzym Ribonukleotidreduktase (RNR) untersucht. Mithilfe von Synchrotronstrahlung, unter anderem im MAX IV Laboratory in Lund, können sie die dreidimensionale Struktur des Enzyms und die Bausteine der DNA zeigen. Dabei haben sie herausgefunden, wie die Bausteine aneinander binden und wie dies zur Steuerung der Funktion des Enzyms genutzt wird.
Die Forscher glauben, dass ihre Ergebnisse, die sich derzeit auf dem Niveau der Grundlagenforschung befinden, in Zukunft zur Entwicklung neuer antibakterieller Medikamente beitragen können, darunter Medikamente zur Bekämpfung nosokomialer Infektionen, auch als Krankenhausinfektionen bekannt. Das von den Forschern untersuchte RNR-Enzym stammt aus dem Bakterium Pseudomonas aeruginosa, das mit nosokomialen Infektionen in Verbindung gebracht wird.
Eine Herausforderung bei der Entwicklung von Medikamenten gegen diese Krankheitserreger ist, dass ihre Enzyme unseren oft ähnlich sind. Wenn Sie das fremde Enzym hemmen, um die Bakterien abzutöten, besteht immer die Gefahr, dass dies die eigenen Enzyme der Person beeinflusst, was zu Nebenwirkungen oder sogar zu Toxizität führt.
"Wir haben jedoch festgestellt, dass sich die Bindung von Molekülen zwischen dem menschlichen Enzym und dem RNR-Enzym der Bakterien stark unterscheidet, sodass das Risiko von Nebenwirkungen erheblich geringer ist", sagt Derek Logan, Senior Lecturer an der Fakultät der Wissenschaft in Lund.
In der Studie entdeckten die Forscher auch, dass RNR von der Bakterienart, die die sexuell übertragbare Krankheit Chlamydien verursacht, die gleiche Art der Bindung an die DNA-Bausteine aufweist. Daher schließt Derek Logan nicht aus, dass diese neuen Erkenntnisse in Zukunft zu einer neuen Behandlung von Chlamydien führen könnten. Allerdings prognostiziert er, dass Anwendungen in Form von Entwicklungsprogrammen für neue Medikamente noch mindestens zehn Jahre in die Zukunft reichen werden.
Die Forschungsergebnisse wurden in einem Artikel in der Fachzeitschrift Structure vorgestellt.
