Los microorganismos a menudo ensamblan productos naturales similares a las líneas de ensamblaje de productos. Ciertas enzimas péptido sintetasas no ribosomales (NRPS), juegan un papel clave en este proceso. Los biotecnólogos de la Universidad Goethe ahora han logrado cambiar estas enzimas para que productos naturales completamente nuevos, o incluso bibliotecas de productos naturales, puede ser producido por microorganismos.

Muchos productos naturales importantes como los antibióticos, inmunosupresores, o los medicamentos contra el cáncer son producidos por microorganismos. Estos productos naturales suelen ser pequeños péptidos, que en varios casos, son demasiado complejas para una síntesis química en el laboratorio. En los productores microbianos de estos fármacos, los medicamentos se generan con la ayuda de las enzimas NRPS de una manera similar a una fábrica de automóviles moderna:en cada estación, Se añaden piezas adicionales a la estructura básica hasta que finalmente un automóvil completo sale de fábrica. En el caso de NRPS, se incorpora y procesa un aminoácido específico en cada estación (módulo) para que al final, emergen péptidos que pueden ser lineales, cíclico o modificado de otro modo, y que también puede transportar aminoácidos inusuales.

Aunque los principios básicos de NRPS se conocen desde hace mucho tiempo, Anteriormente, era muy difícil modificar estas enzimas de una manera fácil y eficiente que también permitiera el ensamblaje completo de enzimas completamente artificiales que conducen a péptidos nuevos en la naturaleza. Mientras que en el pasado la modificación de NRPS generalmente conducía a una caída dramática en el título de producción de los péptidos modificados deseados, El grupo de investigación en Biotecnología Molecular del profesor Helge Bode ya publicó en 2018 un nuevo método que evitaba este inconveniente. El grupo ahora ha optimizado aún más este método, lo que permite la fácil producción de nuevos péptidos con un excelente rendimiento.

"Usamos fragmentos de sistemas NRPS naturales de diferentes bacterias como bloques de construcción que conectamos entre sí mediante puntos de ensamblaje específicos que hemos identificado, Andreas Tietze y Janik Kranz explican:del enfoque de investigación que desarrollaron como parte de un equipo más grande en el grupo Bode. "Los rendimientos son comparables a la producción natural de productos naturales no modificados y los nuevos métodos también permiten la producción simple de bibliotecas de péptidos, que no era posible antes ".

El método está tan bien establecido, los principiantes pueden usarlo para producir nuevos péptidos después de un breve período de entrenamiento. Pero llegar a este punto fue un largo camino. "Tras los primeros experimentos prometedores de Kenan, mi doctorado estudiante en ese momento, Trabajamos durante mucho tiempo en el proyecto con la mayor parte de mi grupo hasta que estuvimos seguros de que nuestro método cumplía con los requisitos de un método de ingeniería robusto y fácilmente reproducible. "Dice Bode." Gracias a los programas prioritarios de LOEWE MegaSyn y Translational Biodiversity Genomics, contábamos con el personal y el apoyo financiero necesarios, y podría concentrarse completamente en el proyecto ".

El siguiente paso es modificar los primeros fármacos clínicamente relevantes con este método y producirlos en microorganismos aplicando métodos biotecnológicos. Las condiciones para esto son buenas:Bode recibió recientemente una de las reconocidas ERC Advanced Grants del European Research Council con el fin de optimizar aún más los métodos durante los próximos cinco años.