Os microrganismos costumam produzir produtos naturais passo a passo, semelhante a uma linha de montagem. Exemplos de tais enzimas são peptídeos sintetases não ribossomais (NRPS). Pesquisadores da Goethe University Frankfurt conseguiram projetar essas enzimas de forma que possam produzir produtos naturais completamente novos.

Muitas terapêuticas importantes, como antibióticos ou imunossupressores e drogas anticâncer, são derivados de microrganismos. Este também é o caso de vários peptídeos diferentes que são produzidos na célula microbiana com a ajuda das enzimas NRPS. Um NRPS funciona como uma linha de montagem em uma fábrica de automóveis moderna:novas peças são adicionadas ao chassi básico em cada estação de trabalho até que um carro acabado saia da fábrica no final. No caso do NRPS, um certo aminoácido é selecionado, ativado e processado em cada estação (conhecido como módulos) de forma linear, No final, surgem peptídeos cíclicos ou modificados que também podem conter aminoácidos incomuns.

Embora os princípios fundamentais do NRPS sejam conhecidos há muito tempo, até o momento, dificilmente foi possível modificar essas enzimas. Nos poucos casos em que os módulos únicos foram trocados com sucesso, a produção de produtos naturais modificados diminuiu sensivelmente. Montagem de enzimas completamente novas, que por sua vez produziria produtos naturais completamente novos, parecia totalmente impossível. O grupo de pesquisa liderado pelo professor Helge Bode, Professor da Fundação Merck para Biotecnologia Molecular na Goethe University Frankfurt, agora conseguiu isso.

"Em princípio, usamos sistemas NRPS naturais de bactérias apenas como blocos de construção que remontamos de uma nova maneira usando novas interfaces que identificamos, "diz Bode, explicando a abordagem de pesquisa. Os rendimentos são comparáveis ​​com a produção natural dessas substâncias naturais.

O método é, entretanto, tão sofisticado que até mesmo iniciantes podem usá-lo para produzir novos peptídeos e, portanto, drogas potenciais logo após uma introdução básica. Contudo, foi um longo caminho. "Tive a sorte de ter uma equipe trabalhando comigo neste projeto que não se permitiu ficar desanimada, foi muito diligente e capaz de pensar fora da caixa, "diz Bode." A interface que finalmente selecionamos para montar os blocos de construção individuais é tal que a ordem modular clássica da biossíntese não é mais respeitada. "

A próxima etapa é modificar os primeiros medicamentos clínicos com este método e usar a biotecnologia para produzi-los. Além disso, novas informações sobre a estrutura desses NRPS serão coletadas como parte do foco de pesquisa do LOEWE MegaSyn liderado por Bode e Professor Martin Grininger, também da Goethe University Frankfurt. Isso tornará possível melhorar ainda mais o método a fim de permitir a modificação de classes relacionadas de produtos naturais ou mesmo a produção de bibliotecas inteiras de produtos naturais. Os primeiros resultados são muito promissores.