Heterologous expression of the lanthipeptide mersacidin in Escherichia coli

Nieuwe eiwitstructuren voor ontwikkeling van geneesmiddelen

De toename van ongevoeligheid van micro-organismen voor bestaande antibiotica vraagt om nieuwe methoden om nieuwe antimicrobiële moleculen te verkrijgen. Het lanthipeptide mersacidin, een kort gemodificeerd eiwit met antimicrobiële activiteit, is hiervoor veelbelovend. Hoewel lanthipeptiden meestal niet geschikt zijn voor direct gebruik in de kliniek, kunnen ze worden aangepast via synthetisch-biologische methoden.

Mersacidin heeft interessante intramoleculaire structuren die mogelijk zijn te gebruiken om nieuwe antimicrobiële middelen te verkrijgen, en voor de ontwikkeling van verbeterde geneesmiddelen in het algemeen. Tijdens zijn promotieonderzoek heeft Jacob Viel een systeem ontwikkeld waarin mersacidin tot expressie kan worden gebracht in het modelorganisme Escherichia coli. Dit systeem heeft hij vervolgens toegepast om kennis te verzamelen over de biosynthese en processing van mersacidin door middel van genetische modificatie.

De resultaten van dit onderzoek vullen reeds bestaande kennis aan, wat leidt tot de opheldering en het begrip van het volledige biosyntheseproces van mersacidin. Hiervoor zijn cruciale residuen van het leaderpeptide van mersacidin geïdentificeerd door middel van mutatieanalyse. Ten slotte heeft Viel ontdekt dat de interessante intramoleculaire structuren van mersacidin inderdaad in geïsoleerde vorm zijn te produceren, wat de toekomstige toepassing van deze structuren mogelijk maakt. De resultaten van het onderzoek van Viel zijn te gebruiken om het onderzoek naar de stabilisatie van farmaceutische peptiden en de ontwikkeling van nieuwe antimicrobiële peptiden voort te zetten.

Jakob Viel verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Moleculaire Genetica van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering via NWO.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/635f6cc2-4256-472f-9055-b439318108a9