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Mechanism-Based Design, Synthesis, Biological Evaluation, and Delivery of Next-Generation Antibiotics

English title Mechanism-Based Design, Synthesis, Biological Evaluation, and Delivery of Next-Generation Antibiotics
Applicant Gademann Karl
Number 182043
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Institut für Chemie Universität Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Organic Chemistry
Start/End 01.01.2019 - 31.12.2022
Approved amount 1'100'000.00
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Keywords (6)

Synthesis; Chemistry; Antibitoics; Total Synthesis; Natural Products; Organic Chemistry

Lay Summary (German)

Lead
Zunehmende Resistenzen gegen Antibiotika stellen eine Gefahr für eine sichere Gesundheitsversorgung dar. Die Entwicklung neuer Antibiotika wie auch neue Verfahren zur Anwendung solcher Verbindungen in der Klinik sind wichtige Strategien für die Zukunft. In diesem Projekt werden das molekulare Design, die chemische Synthese, sowie neuartige Wege für die Applikation von Antibiotika der nächsten Generation entwickelt.
Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Unser übergeordnetes Ziel ist es, einerseits neue Antibiotika der nächsten Generation zu entwerfen und durch die chemische Synthese zugänglich zu machen, und andererseits neue Verfahren zur Anwendung von diesen Substanzen zu entwickeln. Das erste Teilprojekt wird die nächste Generation der Antibiotika der Fidaxamicin-Klasse liefern, welche durch Computer-Design wie auch durch synthesegetriebene Herstellung neuer Verbidnudung ermöglich wird. Ein weiteres Teilprojekt geht die Synthese von Makrolid-Antibiotika an, welche gegen Gram-negative Bakterien aktiv sein könnten. Die letzten zwei Teilprojekte adressieren die Immobilisierung von Antibiotika auf Oberflächen, sowie die Applikation von diesen Verbindungen durch lebende Zellen. 

 

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Unsere Arbeiten werden wichtige Einblicke in die Struktur und Wirkungsweise von Antibiotika der nächsten Generation liefern. Dies komplementiert einerseits Anstrengungen in der Schweiz und weltweit, um die zunehmende Resistenzentwicklung zu umgehen, und andererseits können auch neuartige therapeutische Möglichkeiten für Anwendungen in der Medizin entwickelt werden.

Direct link to Lay Summary Last update: 07.11.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
160051 Copper availability, methanobactin production and methane oxidation in two Swiss lakes: Constraints on copper acquisition by methanotrophic bacteria 01.06.2016 Project funding (Div. I-III)

Abstract

This project aims (A) at the mechanism-based design of new antibiotics, the chemical synthesis of natural products and designed analogs, with the goal of improving their properties and the understanding of their mechanism of action; (B) the design of antibiotics for bonding-and-debonding on demand on (bacterial) cell surfaces, with the goal of improving their properties, and (C) the generation of new-to-nature organisms that are able to deliver antibiotics in 3D space, with the goal of targeting and homing cells for antibiotic delivery. The highly interdisciplinary project is proposed to be carried out in for work packages, training graduate students in key skills including computational design, chemical synthesis, biological assays, data analysis, cell surface engineering, and in vivo control of living organisms. While every student will acquire key core skills related to the subproject, researchers are immersed in a complex environment which will also lead to the acquisition of additional skills, and importantly, the ability to communicate and navigate in such a multi-facetted research endeavor. Overall, a deeper mechanistic understanding of new antibiotics or of recently introduced in the clinic such as fidaxomicin will be obtained, and a novel approach to drug delivery by utilizing antibiotic cell therapy will be developed.
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