Der Einfluss von Ca²⁺-Ionen auf die Aktivität von Mersacidin und Mersacidin-ähnlichen Lantibiotika

Abstract

Das Typ-B-Lantibiotikum Mersacidin entfaltet seine antibakterielle Aktivität, indem es spezifisch über ein konserviertes Bindemotiv mit der ultimativen Zellwandvorstufe Lipid II interagiert und dadurch den Transglykosylierungsschritt der Zellwandbiosynthese inhibiert. Die maximale antimikrobielle Aktivität erreicht das Peptid in der Gegenwart von Ca²⁺-Ionen. <br /> In dieser Arbeit sollte die Rolle von Ca²⁺-Ionen im Wirkmechanismus von Mersacidin aufgeklärt und überprüft werden, ob es sich bei der aktivitätssteigernden Wirkung von Ca²⁺-Ionen um einen Mersacidin-spezifischen Effekt handelt oder ob auch andere Mersacidin-ähnliche Lantibiotika (Lantibiotika, die über ein konserviertes Mersacidin-ähnliches Lipid II-Bindemotif verfügen) auf die Gegenwart von Ca²⁺-Ionen angewiesen sind, um ihre maximale antibakterielle Aktivität zu entfalten. Neben Mersacidin wurden die Mersacidin-ähnlichen Lantibiotika Plantaricin C, Lacticin 481 und Lacticin 3147 untersucht. Diese Peptide besitzen alle das konservierte Lipid II-Bindemotiv, unterscheiden sich aber in ihren strukturellen Eigenschaften. So verfügen z.B. Plantaricin C und Lacticin 481 im Gegensatz zu Mersacidin über einen verlängerten, positiv geladenenen N-Terminus. Lacticin 3147 ist ein Zwei-Komponenten-Lantibiotikum. <br /> Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass Ca²⁺-Ionen die antimikrobielle Aktivität von Mersacidin, Plantaricin C und Lacticin 3147 verbessern. Die divalenten Ionen entfalten ihren verstärkenden Einfluss, indem sie die Interaktion dieser Peptide mit der bakteriellen Zellmembran, respektive Lipid II, unterstützen. Lacticin 481 besitzt einen Ca²⁺-unabhängigen Wirkungsmechanismus, der erstmalig genau aufgeklärt werden konnte.