Ampicillin-Resistenz

Alle Bakterien sind von Zellwänden umgeben. Diese Hülle aus vernetzten Peptidoglykanpolymeren bestimmt die Form des Bakteriums und hält die Plasmamembran an ihrem Platz. Ohne eine Zellwand würde der hohe osmotische Druck im Inneren der Zelle dazu führen, dass diese anschwillt und platzt. Ein Enzym namens Transpeptidase stellt die Zellwand kontinuierlich wieder her (Bild A). Das Antibiotikum Ampicillin passt genau ins aktive Zentrum des Transpeptidase-Enzyms und blockiert dessen Funktion irreversibel. Das inaktivierte Enzym kann die Zellwand nicht mehr neu aufbauen und infolgedessen fällt die Zellwand auseinander und die Bakterienzelle platzt (Bild B).

Eine spontane Mutation im Transpeptidase-Enzym kann die dreidimensionale Form seines aktiven Zentrums verändern. Diese Mutation kann dazu führen, dass sie beim Aufbau der Zellwand weniger effizient ist. Aufgrund der veränderten Form des aktiven Zentrums ist das Transpeptidase-Enzym jedoch resistent gegen Ampicillin (Bild C). In einer normalen Umgebung wäre diese Mutation von Nachteil. Doch in Gegenwart von Ampicillin können nur Zellen mit der mutierten Transpeptidase überleben.