Darobactine mit Überlegener Antibiotischer Aktivität Generiert durch Strukturgeleitetes Kryo‐EM‐Biosynthese‐Design. (7th December 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Seyfert, Carsten E.; Porten, Christoph; Yuan, Biao; Deckarm, Selina; Panter, Fabian; Bader, Chantal D.; Coetzee, Janetta; Deschner, Felix; Tehrani, Kamaleddin H. M. E.; Higgins, Paul G.; Seifert, Harald; Marlovits, Thomas C.; Herrmann, Jennifer; Müller, Rolf
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 135:Number 2(2023)
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• Publication Date: 2022-12-07
• Subjects: Antibiotika -- BamA -- CRAB -- Kryo-Elektronenmikroskopie -- Naturstoffe; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202214094
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: In den letzten Jahrzehnten ist die Entwicklungspipeline neuer Antibiotika gegen Gram‐negative Bakterien nahezu zum Erliegen gekommen, da die meisten entdeckten Kandidaten Defizite im Bereich der Wirksamkeit, ihrer pharmakokinetischen Eigenschaften oder eine zu hohe Toxizität aufwiesen. Die Darobactine, eine vielversprechende neue Peptid‐Klasse, binden an BamA, ein zuvor von Antibiotika nicht adressiertes Zielprotein der äußeren Membran. Wir haben bereits gezeigt, dass durch Biosynthese‐Modifikationen in einem heterologen Wirt neuartige Darobactine mit erhöhter antibakterieller Aktivität erzeugt werden können. Nun verwenden wir eine optimierte Reinigungsmethode und präsentieren Kryo‐EM‐Strukturen des Bam‐Komplexes mit Darobactin 9 (D9), welche als Basis für die biotechnologische Herstellung von zwanzig neuen Darobactinen, einschließlich halogenierter Analoga, dient. Das neu entwickelte Darobactin 22 bindet enger an BamA und übertrifft das bereits hohe Aktivitätsprofil von D9 gegen klinisch relevante Krankheitserreger, wie Carbapenem‐resistente Acinetobacter baumannii, um das bis zu 32‐fache, ohne erkennbare Anzeichen von Toxizität. Abstract : Die strukturelle Evaluation des Bam‐Komplexes mit Darobactin 9 mittels Kryo‐EM, in Verbindung mit der Bewertung der Bioaktivität führte zur Biosynthese neuer Derivate mit erhöhter Aktivität gegen Gram‐negative Krankheitserreger, einschließlich klinisch relevanter Isolate. Das derzeit vielversprechendste Derivat Darobactin 22 resultierte aus dem struktur‐ und aktivitätsgeleiteten Ansatz und zeigte eine bis zu 128‐fach erhöhte Aktivität im Vergleich zum nativen Darobactin A.