Pseudomonas syringae ist ein Bakterium, das verschiedene Pflanzenkrankheiten verursacht und durch den Befall von Nutzpflanzen die Landwirtschaft schädigt. Wie andere Mikroorganismen ist das Bakterium auch in der Lage, eine Vielzahl biologisch aktiver Naturstoffe zu produzieren. Eine Studie des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (Leibniz-HKI) und der Friedrich-Schiller-Universität Jena ergab, dass diese Naturstoffe offenbar entscheidend dafür sind, dass sich das Bakterium äußerst gut an Umweltbedingungen anpassen und Konkurrenten verdrängen kann.

Gencluster zur Naturstoffsynthese identifiziert

Dafür hatten die Forschenden 18 repräsentative Stämme der Bakterienart untersucht und mithilfe modernster bioinformatischer Methoden deren genetisches Potenzial zur Bildung von Naturstoffen analysiert. Im Ergebnis konnten sie 231 sogenannte Biosynthese-Gencluster identifizieren, Enzym-codierende Gene, die im Bakterium für die Synthese von Naturstoffen zuständig sind. Nichtribosomale Peptidsynthetasen (NRPS) traten hierbei besonders häufig auf. Sie sorgen dafür, dass Pseudomonas syringae Konkurrenten verdrängen und sich an die Umwelt anpassen kann.  

Neue Naturstoffe für Landwirtschaft und Pharmaforschung

Darüber hinaus identifizierte das Team zwei neue Naturstoff-Familien, die vom Bakterium gebildet werden: Syrilipamide und Secimide. Wie die Forschenden im Fachmagazin Angewandte Chemie schreiben, handelt es sich dabei um Moleküle, die eine bemerkenswerte Toxizität gegenüber konkurrierenden Mikroorganismen aufweisen – vor allem gegenüber Pilzen und Amöben. Aufgrund dieser Wirkung könnten die neuen Naturstoffe beispielsweise gezielt für den Schutz von Pflanzen oder bei der Entwicklung neuer bioaktiver Substanzen eingesetzt werden.

Zudem kam das Team einem bisher unbekannten Enzym auf die Spur, das nicht nur für die Landwirtschaft, sondern auch für die Pharmaforschung von Interesse sein könnte. Das Eiweißmolekül namens SecA könnte etwa zur Entwicklung neuer Antibiotika und Krebstherapien genutzt werden.

bb