Genkodierte Antibiotika, die in Bakterien hergestellt werden

Die Produktion antimikrobieller Peptide und Proteine ist unter Bakterien sehr verbreitet, und eine Vielzahl solcher Substanzen wurde beschrieben. Im Allgemeinen produzieren gramnegative Bakterien proteinbasierte Bakteriocine (z. B. Colicine) mit engen Wirkungsspektren, die auf rezeptorvermittelter Aktivität basieren. Sie produzieren vergleichsweise wenige Peptide, wie das posttranslational modifizierte Microcin B17. Im Gegensatz dazu neigen grampositive Bakterien dazu, Peptid-Bakteriocine zu produzieren, die kleiner als 10 kDa sind und breitere Aktivitätsspektren aufweisen. Diese zeigen besonderes Potenzial für Anwendungen. Sie können in unmodifizierte Peptide (z. B. Lactococcine, Lactacine, Pediocine) und lanthioninhaltige Peptide (Lantibiotika, z. B. Nisin, Epidermin, Pep5) unterteilt werden. Die unmodifizierten Peptide sind meist hydrophob oder amphiphil und wirken, indem sie die Funktion der cytoplasmatischen Membran stören. Sie werden als Prepeptide mit einem charakteristischen N-terminalen Leitpeptid synthetisiert. In einigen Fällen wurden Gene für Immunpeptide in unmittelbarer Nähe zu strukturellen Genen gefunden; außerdem scheinen Zwei-Komponenten-Antwortregulatoren an der Regulation ihrer Synthese beteiligt zu sein. Die biosynthetischen Gene für Lantibiotika sind ebenfalls in Operons organisiert. Die Lantibiotika-Gencluster umfassen Gene, die die einzigartigen Enzyme kodieren, die Serin und Threonin dehydrieren und die charakteristischen thioether-gebundenen Lanthionine bilden. Aktuell werden drei Arten von Lantibiotika auf der Grundlage struktureller Merkmale und funktionaler Aspekte unterschieden: Typ A, zu denen verlängerte, amphiphile, porenbildende Peptide (z. B. Nisin) gehören; Typ B, die globuläre Formen haben und Phospholipasen hemmen (z. B. Duramycine); und Typ C (z. B. Actagardin) mit intermediären Merkmalen, die durch Hemmung der bakteriellen Zellwand-Biosynthese wirken.