As bactérias produzem um coquetel de vários produtos naturais bioativos para sobreviver em ambientes hostis com (micro) organismos concorrentes. Na edição atual de Nature Chemical Biology , pesquisadores da Goethe University demonstram que o fazem modificando estruturas básicas, semelhante à abordagem adotada na pesquisa farmacêutica.

As fenazinas são produtos naturais bacterianos amplamente difundidos e quimicamente diversos, que podem cumprir várias funções biológicas. Como antibióticos, alguns derivados matam bactérias; outros são tóxicos para fungos e / ou células cancerosas. Existem também derivados que permitem que as bactérias sobrevivam em um ambiente que lhes é hostil, como o corpo humano. Esses fatores de virulência costumam ser cruciais para que a bactéria se torne patogênica.

Bioquimicamente, todas as fenazinas são derivadas de estruturas básicas simples, como a fenazina-1, Ácido 6-dicarboxílico ou ácido fenazina-1-carboxílico, cuja biossíntese é bem compreendida. Contudo, essas estruturas iniciais podem ser drasticamente modificadas na periferia para que um grande número de derivados de fenazina seja possível, vários dos quais podem, de fato, ser encontrados em diferentes bactérias. O grupo de pesquisa de Biotecnologia Molecular liderado pelo Professor Helge Bode agora conseguiu identificar novos mecanismos que permitem que as bactérias modifiquem essas estruturas básicas simples, resultando em derivados que atuam em bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, bem como nas células de organismos superiores.

"As bactérias são capazes de determinar quais derivados devem ser criados usando um novo intermediário aldeído central, bem como a ativação de um segundo agrupamento de genes biossintéticos, "explica o Dr. Yi-Ming Shi, que investigou este sistema durante uma bolsa de estudos de Humboldt. Isso significa que as bactérias usam mecanismos para o desenvolvimento de medicamentos semelhantes aos usados ​​na pesquisa farmacêutica, onde novos derivados são produzidos usando as mesmas estruturas básicas. Provavelmente, as bactérias usam as fenazinas para matar outras bactérias e fungos que competem com os alimentos em seu ecossistema específico. Usando uma estratégia de criação de muitos tipos diferentes de derivados, as bactérias estão bem equipadas para neutralizar concorrentes desconhecidos, como o coquetel de derivados exibe uma ampla gama de atividades biológicas.

"Agora seria fascinante descobrir como as bactérias realmente reconhecem quais derivados são necessários em um determinado momento, "afirma Helge Bode." Ou eles produzem apenas os derivados que são realmente necessários, ou a bactéria guarda um arsenal de derivados para que esteja preparada para qualquer situação ”.

O grupo, portanto, continuará suas pesquisas nesta área. Os primeiros resultados sobre os mecanismos de regulação subjacentes que também podem ser usados ​​para aplicações biotécnicas parecem promissores.