Synthesis of novel siderophores for the investigation of the pore size of transmembrane siderophore-receptors and development of siderophore conjugates for the diagnosis of infections with Gram-negative bacteria

• Applicant: Professor Dr. Philipp Klahn
• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry ; Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2019 to 2022
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 418299168

• Final Report Year: 2022

Final Report Abstract

Im Rahmen des Projektes konnte ein Enterobactin-Derivat sowie korrespondierende Reporter-Molekül-Konjugate entwickelt werden, welche zu neue Erkenntnisse für die Aufnahme-Kriterien von Enterobactin-spezifischen Siderophore-Rezeptoren in E. coli und P. aeruginosa eingesetzt wurden. Ferner gelang die Synthese korrespondierender Siderophor-Wirkstoff-Konjugate mit gesteigerter antimikrobieller Aktivität gegen Gram-negative Bakterien. In einem weitere Arbeitspaket gelang die Entwicklung von neuartigen Amino-TML-Systemen. Zusätzlich wurde auf Basis dieser Systeme ein Turn-On-Fluorophore entwickelt mit welchem sich physiologische Konzentrationen des wichtigen Redox-Botenstoffes H2S in lebenden Zellen per Fluoreszenzmikroskopie verfolgen lassen. Weitere Nitro-Reduktase und Azo-Reduktase responsive TML-Einheiten wurden bereits synthetisiert, die Erprobung steht allerdings noch aus. Für weitere potentiell Nitro-Reduktase-responsive Cy7-NIR-Fluorophore konnten Synthesevorläufer entwickelt werden, deren finale Umsetzung und Evaluierung zeitnah untersucht werden soll.

Publications

• Biomimetic enterobactin analogue mediates iron-uptake and cargo transport into E. coli and P. aeruginosa, Chem. Sci. 2021, 12, 10179-10190
  R. Zscherp, J. Coetzee, J. Vornweg, J. Grunenberg, J. Herrmann, R. Müller, P. Klahn
  
• Masked amino trimethyl lock (H2N-TML) systems: new molecular entities for the development of turnon fluorophores: and their application in hydrogen sulfide (H 2S) imaging in human cells, Chem. Eur. J. 2021, 28, e202103525
  C. C. Jimidar, J. Grunenberg, B. Karge, H. L. S. Fuchs, M. Brönstrup, P. Klahn
  
• Advances in the synthesis of enterobactin, artificial analogues and enterobactin-derived antimicrobial drug conjugates and imaging tools for infection diagnosis, Synthesis 2022
  P. Klahn, R. Zscherp, C. C. Jimidar