Synthetische Untersuchungen zur Nucleosid-Einheit von Muraymycin-Antibiotika

"Niedermolekulare Sekundärmetabolite, die von Mikroorganismen gebildet werden und in geringer Konzentration das Wachstum anderer Mikroorganismen hemmen bzw. diese abtöten."[1]
Der Terminus Antibiotikum leitet sich im weiteren Sinne aus den altgriechischen Wörtern für "gegen" (anti) und "Leben" (bios) oder "zum Leben gehörig" (biotikos) ab und wurde 1941 von dem Nobelpreisträger Selman A. Waksman in der noch heute gängigen Form zur Bezeichnung dieser Substanzklasse etabliert.[2,3] Waksman bezieht sich dabei auf das bereits im Jahre 1889 von dem Mykologen Paul Vuillemin geprägte Konzept der "Antibiose", demnach ein Lebewesen das Leben eines anderen stört oder zerstört, um sein eigenes zu bewahren.[4] Aus medizinischer und pharmazeutischer Sicht werden Antibiotika heutzutage im engeren Sinne als Naturstoffe und synthetische Verbindungen verstanden, die zur Behandlung bakterieller Infektionskrankheiten eingesetzt werden können.[5]
Eine der ersten dokumentierten humanmedizinischen Anwendungen von Antibiotika reicht bis etwa 1000 v.Chr. zurück, als in China verschimmelter Sojabohnenquark zur Heilung von Hautinfektionen eingesetzt wurde.[5] In der Neuzeit beobachtete der französische Naturwissenschaftler Louis Pasteur bereits 1877 für verschiedene Mikroorganismen in einem gemeinsamen Nährmedium eine gegenseitige Inhibition ihrer Entwicklung.[6] In den folgenden Jahrzehnten wurden zwar einige antibiotisch wirksame Substanzen identifiziert, aber auch der phänomenologische Befund von Alexander Fleming aus dem Jahre 1929, dass das Bakterium Staphylococcus aureus durch den Schimmelpilz Penicillium notatum in seinem Wachstum gehemmt wurde,[7] erregte noch kein größeres Aufsehen. Erst die durch den Zweiten Weltkrieg hervorgerufene gesteigerte Nachfrage nach neuen Heilmitteln gegen Infektionserkrankungen, im speziellen gegen Wundinfektionen, veranlasste Florey, Chain und Mitarbeiter zur Isolierung des als Penicillin bekannt gewordenen Wirkstoffes.[8] Somit war der Grundstein für eine großtechnische fermentative Produktion gelegt. Durch den unbestrittenen Erfolg des Penicillins wurden unzählige Wissenschaftler weltweit inspiriert, was in der Entdeckung zahlreicher neuer antibakteriell aktiver Substanzen resultierte. Grundsätzlich wurden bei der Entwicklung und Erforschung potenter Antibiotika zwei verschiedene Ansätze verfolgt. Einerseits wurden Techniken und Methoden entwickelt, biologisch aktive Naturstoffe zu isolieren und zu charakterisieren. Diese Strategie fand ihre Blütezeit Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts in der so genannten "Goldenen Ära" der antibiotischen Wirkstoff-Forschung. Ein Großteil der natürlich vorkommenden Antibiotika weist allerdings hochkomplexe chemische Strukturen auf, weshalb diese zumeist mittels Fermentation produziert werden. Andererseits lieferte die synthetische organische Chemie auch zahlreiche Antibiotika, deren Strukturen der Natur zur Gänze unbekannt sind.[9] Ein dritter Ansatz geht von Naturstoffen aus und versucht durch chemische Modifikationen deren antibiotische Aktivität zu verbessern oder das komplexe Anforderungsprofil zur Zulassung als Medikament zu erfüllen.[10] Diese Strategie wird auch als semi-synthetisch bezeichnet und stellt in gewisser Weise eine Kombination der beiden erstgenannten Konzepte dar.