Las bacterias producen un cóctel de varios productos naturales bioactivos para sobrevivir en entornos hostiles con (micro) organismos competidores. En el número actual de Biología química de la naturaleza , Los investigadores de la Universidad Goethe demuestran que lo hacen modificando estructuras básicas, similar al enfoque adoptado en la investigación farmacéutica.

Las fenazinas son productos naturales bacterianos generalizados y químicamente diversos que pueden cumplir diversas funciones biológicas. Como antibióticos, algunos derivados matan las bacterias; otros son tóxicos para los hongos y / o las células cancerosas. También existen derivados que permiten a las bacterias sobrevivir en un ambiente que les es hostil, como el cuerpo humano. Estos factores de virulencia suelen ser cruciales para que las bacterias se vuelvan patógenas.

Bioquímicamente, todas las fenazinas se derivan de estructuras básicas simples, como la fenazina-1, Ácido 6-dicarboxílico o ácido fenazin-1-carboxílico, cuya biosíntesis es bien conocida. Sin embargo, estas estructuras iniciales pueden modificarse drásticamente en la periferia de modo que sea posible un gran número de derivados de fenazina, varios de los cuales se pueden encontrar en diferentes bacterias. El grupo de investigación en Biotecnología Molecular liderado por el profesor Helge Bode ha logrado identificar nuevos mecanismos que permiten a las bacterias modificar estas simples estructuras básicas. dando como resultado derivados que actúan sobre bacterias Gram-positivas y Gram-negativas, así como en células de organismos superiores.

"Las bacterias pueden determinar qué derivados deben crearse utilizando un nuevo intermedio de aldehído central, así como la activación de un segundo grupo de genes biosintéticos, "explica el Dr. Yi-Ming Shi, quien investigó este sistema durante una beca de Humboldt. Esto significa que las bacterias utilizan mecanismos para el desarrollo de fármacos similares a los utilizados en la investigación farmacéutica, donde se producen nuevos derivados utilizando las mismas estructuras básicas. Lo más probable es que las bacterias utilicen las fenazinas para matar otras bacterias y hongos que son competidores alimentarios en su ecosistema particular. Usando una estrategia de crear muchos tipos diferentes de derivados, las bacterias están bien equipadas para contrarrestar a competidores desconocidos, ya que el cóctel de derivados exhibe una amplia gama de actividad biológica.

"Ahora sería fascinante descubrir cómo las bacterias reconocen realmente qué derivados son necesarios en un momento dado, "afirma Helge Bode." O producen sólo los derivados que realmente se requieren, o las bacterias guardan un arsenal de derivados para que estén preparadas para cualquier situación ”.

Por lo tanto, el grupo continuará su investigación en esta área. Los primeros resultados sobre los mecanismos de regulación subyacentes que también podrían utilizarse para aplicaciones biotecnológicas parecen prometedores.