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Das Online-Labormagazin
05.12.2020

13.11.2020

Brownsche Bewegung von Antibiotika-Molekülen erforschen



Antibiotikaresistenzen stellen die Medizin vor große Herausforderungen. Viele Substanzen, die Bakterien potenziell abtöten könnten, sind bekannt. Es ist jedoch eine vielfach ungelöste Frage, wie sie in die Krankheitserreger eindringen können, um sie unschädlich zu machen.

An der Verbesserung einer Methode, mit der erfolgreiche Antibiotikamoleküle identifiziert werden können, arbeitet Dr. Ulrich Kleinekathöfer, Professor für Theoretische Physik an der Jacobs University in einem neuen Forschungsprojekt. Es wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über einen Zeitraum von drei Jahren mit rund 200.000 Euro gefördert.

Bakterien verfügen in ihrer Membran über Porenproteine, die sie benötigen, um Substanzen mit ihrer Umgebung auszutauschen. Diese nutzen Wissenschaftler zur Einschleusung von Antibiotikamolekülen. Allerdings klappt dies noch viel zu selten. Und selbst wenn es gelingt, ist es alles andere als sicher, dass die Moleküle ihre Arbeit verrichten und nicht gleich wieder herausströmen.

Zur Berechnung des Transports von Antibiotikamolekülen durch Nanoporen in Bakterien hinein soll in dem Forschungsprojekt die "Brownschen Dynamik" eingesetzt werden - eine physikalische Methode, die den Transport von Atomen behandelt. Das Team um Professor Kleinekathöfer will die Methode weiterentwickeln und verbessern.

"Unsere Hoffnung ist, dass wir am Ende des Forschungsvorhabens mehr potenzielle Moleküle daraufhin untersuchen können, ob sie durch die Poren passen, als das bisher mit anderen Verfahren der Fall ist. Denn dies ist der Flaschenhals in der Antibiotikaforschung", sagt Professor Kleinekathöfer.

Die Ergebnisse seiner Grundlagenforschung will der Wissenschaftler auch anderen Forschungsgruppen zur Verfügung stellen. Denkbar ist, dass die Weiterentwicklung der Methode auf andere Problemstellungen übertragen werden und zur Bekämpfung von Krankheiten beitragen kann. Ein mögliches Anwendungsgebiet sind Anthrax-Toxine, ein Proteingemisch, das vom Milzbrand-Erreger produziert wird und verantwortlich für die Gefährlichkeit einer Milzbrandinfektion ist.

Quelle: Jacobs University Bremen