Verbundprojekt: "Neue Inhibitoren zur Adressierung von DXR in Neisseria gonorrhoeae"; Teilvorhaben: "Assay-Entwicklung und Screening (AP 1)", "Toxizitätstests (AP 3)", "Management, Training, Verbreitung (AP 4)"

Abstract

Gonorrhö ist eine sexuell übertragbare Infektions-Krankheit, die durch das Bakterium Neisseria gonorrhoeae ausgelöst wird. Ein vielversprechender Ansatz für einen neuen Wirkmechanismus von Antibiotika ist die Hemmung essenzieller biosynthetischer Stoffwechselwege, die im Menschen nicht vorkommen. Einer dieser Stoffwechselwege ist der Methylerythritolphosphatweg (MEPWeg), der für die Synthese von Dimethylallylpyrophosphat (DMAPP) und Isopentenylpyrophosphat (IPP) benötigt wird. DMAPP und IPP dienen als Vorläufer für die Synthese von Isoprenoiden, die für verschiedene zelluläre Prozesse benötigt werden. Aufgrund der Abwesenheit des MEP-Weges im Menschen stellt dieser einen attraktiven Angriffspunkt für neue Antibiotika dar. In diesem Projekt sollten neue Inhibitoren für eines der Enzyme des MEP-Weges (DXP-Reduktoisomerase, DXR) identifiziert werden. Mittels eines biochemisches Testsystems sollte eine Substanz-Bibliothek nach möglichen Inhibitoren der DXR in N. gonorrhoeae gescreent werden. Aufgrund von Problemen mit der Expression und Aufreinigung von N. gonorrhoeae DXR wurde auf E. coli DXR umgeschwenkt, welches ein sequenziell identisches aktives Zentrum besitzt und für das die Expression und Aufreinigung bereits erfolgreich in der Literatur beschrieben wurden. Basierend auf dem erfolgreich produzierten E. coli DXR-Protein wurde ein biochemisches Testsystem etabliert, das mit bereits bekannten Inhibitoren erfolgreich validiert wurde. In einem Primärscreen wurden 25000 Substanzen hinsichtlich einer möglichen DXR-Inhibition untersucht. Dabei wurden einige Substanzen als mögliche DXR-Inhibitoren identifiziert. Datei-Upload durch TIB

Gonorrhea is a sexually transmitted infection cause by the bacterium Neisseria gonorrhoeae. A promising approach for a novel mechanism of action for antibiotics is the inhibition of the methylerythritol phosphate (MEP) pathway which is required for the synthesis of dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP) and isopentenyl pyrophosphate (IPP). DMAPP and IPP serve as precursors for the biosynthesis of isoprenoid which are required for various cellular processes. Due to the absence in humans, the MEP pathway represents an attractive target for novel antibiotics. The aim of this project was the identification of novel inhibitors for one of the MEP pathway enzymes (DXP reductoisomerase, DXR). By means of a biochemical test system a compound library should be screened for potential DXR inhibitors in N. gonorrhoeae. Due to problems with expression and purification of N. gonorrhoeae DXR E. coli DXR served as surrogate, sharing a sequentially identical active site and for which expression and purification has been described in literature. Based on the successfully produced E. coli DXR protein a biochemical test system was established which was validated with known inhibitors. In a primary screen 25,000 compounds were screened for potential DXRT inhibition. This resulted in the identification of several potential DXR inhibitors.