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Acute eosinophilic pneumonia (AEP) is a rare disease characteristically involving eosinophilic infiltration of lung parenchyma as well as fever, dyspnea, and coughing. A differentiation is made between primary and secondary AEP depending on the underlying etiology. Substances that most frequently cause secondary AEP are antibiotics, such as the lipopeptide daptomycin. This is a case report about a 69-year-old female patient who underwent antibiotic treatment with daptomycin for an infection of a knee prosthesis. During the treatment, signs of pneumonia developed and included the increased dependence on mechanical ventilation of the previously intubated patient, infiltrates on a chest X‑ray, fever, and an increase in serum inflammation markers. Proof of bacteria as an underlying pathogen was not possible. A thoracic computed tomography (CT) scan showed opacities that are commonly seen in interstitial lung disease. Termination of daptomycin treatment due to renal failure led to an improvement of pulmonary symptoms. Re-exposure to daptomycin resulted in a recurrence of the symptoms. The diagnostic criteria for AEP according to Uppal et al. include 1) current exposure to daptomycin, 2) dyspnea with increased oxygen requirements or necessity for mechanical ventilation, 3) new infiltrates on chest X‑ray or CT scan, 4) bronchoalveolar lavage with eosinophilia25%, 5) improvement of clinical symptoms following daptomycin withdrawal, and 6) fever. With 5 out of the 6 criteria by Uppal et al. positive-an eosinophilia25% being the only unmet criteria-an AEP induced by daptomycin was diagnosed. Withdrawal of daptomycin as well as high-dose cortisol bolus treatment led to a rapid recovery.

Enterococci with special resistance patterns (mainly vancomycin-resistant enterococci) play an important role in everyday clinical practice. Rising resistance rates to linezolid, daptomycin or tigecycline are also increasingly reported. Therapeutically, linezolid and daptomycin are the most important substances mainly in infections due to vancomycin-resistant enterococci. Several systematic meta-analyses of bloodstream infections showed discrepant results in the comparison of mortality of linezolid and daptomycin-treated bacteraemias. The containment of enterococci with special resistance patterns is currently receiving great attention. The key hygienic issue in all recommendations for dealing with multidrug-resistant enterococci can be summarized very simply: current scientific evidence is often inconsistent and studies that have clearly tested a single intervention for efficacy are lacking. The present work gives an insight into the current epidemiology and therapeutic strategies. Furthermore, the recently published German KRINKO recommendations are presented.

Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Metabolismus sowie der Reaktivität verschiedener Wirk- und Arzneistoffe mittels flüssigchromatographischer und massen-spektrometrischer Methoden, sie gliedert sich dabei in vier Projekte. Zur Bestimmung des Metabolitenprofils wurde ein passendes In-vitro-Inkubationssystem mit Cytochrom-P-450-Systemen entwickelt. So wurden der Metabolismus und die Pharmakokinetik der Mip-Inhibitoren SF110, SF235 und SF354 gegen Legionellen, sowie neuer antitrypanosomaler Verbindungen MB209, MB343 und MB444 und von Daptomycin bestimmt. Darüber hinaus wurde die antibakterielle Aktivität des Daptomycins gegenüber einem unbekannten Staphylokokkus-Stammes S. sciuri ermittelt. Außerdem wurden Reaktivitätsuntersuchungen neu synthetisierter Inhibitoren gegen Tuberkulose und S. aureus durchgeführt. Die untersuchten Mip-Inhibitoren lieferten ein Metabolitenprofil, welches durch Ester- und Amidhydrolysen sowie Hydroxylierungen geprägt wurde. Die Verbindung SF110 schien dabei bereits eine gewisse Instabilität der Esterbindung aufzuweisen, da auch im Blindwert entsprechende Spaltprodukte identifiziert werden konnten. Die Hauptmetabolite von SF235 und SF354 bildeten sich durch unterschiedliche Hydrolysen, da die Spaltung des Moleküls von den jeweiligen Substituenten abhängig ist. Innerhalb dieser Substanzklasse dominiert die mikrosomale Enzymkatalyse, da der größte metabolische Umsatz sowie die meisten Metabolite mittels mikrosomaler Fraktion des Menschen bzw. der Maus gefunden wurden. Die Klasse der Mip-Inhibitoren wird somit vor allem durch Cytochrom-P-450-Enzyme umgesetzt, wobei die Hydrophilie durch Einführung polarer OH-Gruppen der Moleküle erhöht wird. Die Hydroxylierung scheint dabei positionsspezifisch, bedingt durch sterische Hinderungen oder dirigierende Einflüsse, abzulaufen. Stabilitätsvergleiche zwischen SF110, SF235 und SF354 zeigten, dass die Einführung einer Amidbindung anstelle der korrespondierenden Esterbindung die Substanzklasse maßgeblich metabolisch stabilisiert. Im Rahmen des murinen In-vivo-Metabolismus wurde beobachtet, dass SF235 einem deutlich stärkeren Metabolismus unterlag als SF354 und sich der Metabolismus vor allem innerhalb der ersten 30 min vollzog. Demgegenüber zeigten die In-vitro-Ergebnisse gegenteilige Ergebnisse, bei denen SF354 die am stärksten metabolisierte Substanz war. Diese widersprüchlichen Ergebnisse deuten darauf hin, dass In-vitro-Modelle nur als Anhaltspunkt verwendet werden sollten, um mögliche Trends abzuleiten. Metabolismusstudien der Chinolonamide, die gegen die afrikanische Schlafkrankheit wirken sollen, veranschaulichten, dass die größte enzymatische Umsetzung aller drei getesteten Verbindungen mittels cytosolischer Fraktion erfolgte. Die Enzymreaktionen werden vermutlich durch ALDH bzw. MAO dominiert und nicht durch CYP bzw. FMO. Die gebildeten Metabolite in den verschiedenen Fraktionen unterlagen (ω-1)-Oxidationen, N-Desalkylierungen, Amidhydrolysen und aromatischen Hydroxylierungen. Auffallend war, dass eine Hydroxylierung am aromatischen Benzylring nur erfolgen konnte, sofern der Benzylaromat keinen Fluorsubstitutenten trug, da dieser desaktivierend wirkte. Die aromatische Hydroxylierung am Chinolonamid erfolgte dagegen bei allen drei Substanzen. Es wurde somit lediglich eine Hydroxylierung am Benzylring von MB343 festgestellt. Die enzymatische Aktivität aller Substanzen folgte einer Reaktionskinetik 1. Ordnung. Die unterschiedlichen Stabilitäten der Substanzen zeigten einen deutlichen Trend: MB209 wurde, da es die instabilste Verbindung darstellt, im größten Maße umgesetzt, gefolgt von den stabileren Derivaten MB343 und MB444. Die Untersuchung der enzymatischen Aktivitäten zeigte, dass die drei Substanzen, verglichen mit der Leitstruktur GHQ168, eine um den Faktor zehn geringere Aktivität aufwiesen [19]. Aufgrund der eingeführten Fluoratome weisen die Substanzen somit eine wesentlich höhere Stabilität auf. Diese Ergebnisse wurden durch die Untersuchung der Halbwertszeit bestätigt, bei der MB444 den höchsten Wert besaß. Weiterhin ist die Position des Fluorsubstituenten am Chinolongerüst ausschlaggebend für die metabolische Stabilität, wobei MB444 aufgrund des para-Fluorsubstituenten am Chinolonamid die stabilste Verbindung darstellt. Durch Inkubation von Daptomycin mit unterschiedlichen S. sciuri-Isolaten wurde ein möglicher Inaktivierungsmechanismus beobachtet, bei dem das Antibiotikum durch Spaltung des cyclischen Aminosäureringes, durch Deacylierung des Fettsäureschwanzes, einer Kombination beider Mechanismen oder durch eine Spaltung des heteroaromatischen Ringsystems von Tryptophan inaktiviert wurde. Die Proteasen des Daptomycin-resistenten S. sciuri-Isolats TS92 führten zu einem Daptomycinabbau von 35 %, unabhängig von der eingesetzten Menge des Arzneistoffes. Das Ausmaß des Abbaus scheint darüber hinaus vom eingesetzten Inkubationsmedium abhängig zu sein, da die Proteasen voraussichtlich auf ein bestimmtes Nährmedium angewiesen sind. Der sensitive S. sciuri-Stamm TS93 lieferte die höchste Abbaurate an Daptomycin mit 55 % und widerlegt damit die Vermutung, dass Daptomycin die geringste antibakterielle Aktivität gegenüber diesem S. sciuri-Stamm aufweist. Im In-vitro-Metabolismus zeigte Daptomycin insgesamt eine sehr geringe Umsetzungsmenge mit maximal 5 % nach 4 h und einer geringen Metabolitenbildung. Hier wurde nur ein Metabolit gefunden, welcher auch mittels S. sciuri-Inkubation identifiziert wurde. Dieser Mechanismus könnte somit auf anderem Wege verlaufen. Die Reaktivitätsstudien der kovalenten Inhibitoren der FadA5-Thiolase gegen Tuberkulose zeigten, dass nur die Verbindungen C1 und C4 eine Reaktivität gegenüber der Aminosäure Cystein93 im aktiven Zentrum besaßen, die somit für den gewünschten Einsatzzweck geeignet sein könnten. Weiterhin wurde bei den kovalenten Inhibitoren der Enoyl-ACP-Reduktase mit dem Enzym FabI, welches im aktiven Zentrum ein Tyrosin besitzt, keine Reaktion festgestellt, da keine Addukte identifiziert wurden. Dies ist vermutlich auf die Unlöslichkeit im verwendeten TRIS-Puffer zurückzuführen., This work deals with the investigation of the metabolism as well as the reactivity of different drug candidates as well as active pharmaceutical substances by means of liquid chromatographic and mass spectrometric methods. It is divided into four projects. In order to determine the metabolite profile, a suitable in-vitro incubation system using cytochrome P-450-systems was developed. Thus, the metabolism and pharmacokinetics of the Mip inhibitors SF110, SF235, and SF354 against Legionella, as well as of new antitrypanosomal compounds MB209, MB343, and MB444 and of daptomycin were determined. In addition, the antibacterial activity of daptomycin against an unknown Staphylococcus strain S. sciuri was determined. In addition, reactivity studies of newly synthesized inhibitors against tuberculosis and S. aureus were performed. The Mip inhibitors investigated showed a metabolite profile being characterized by ester and amide hydrolysis as well as hydroxylation. The ester moiety of compound SF110 seemed to be unstable, as metabolites could be also identified in the negative control. The major metabolites of SF235 and SF354 were formed by different hydrolyses, whereby the cleavage mechanism of the molecule is dependent on the respective substituents. The substance class is dominated by microsomal enzyme catalysis, as the highest metabolic turnover and, eventually, the most metabolites were found using a microsomal fraction of the human and mouse. The class of Mip inhibitors is thus represented mainly by cleavage due to cytochrome P-450 enzymes, wherein the hydrophilicity of the substrate is increased by introducing polar hydroxyl groups. Hydroxylation seems to be site specific due to steric hindrance or directing influences. Comparing the stability of SF110, SF235, and SF354 revealed that introducing an amide bond instead of an ester bond significantly stabilizes the substance class metabolically. In murine in vivo metabolism results, SF235 was found to be metabolized more significantly than SF354 within the first 30 min of incubation. In contrast, the in vitro results showed the opposite. SF354 was the most metabolized substance. The contradictory results suggest that in vitro models should only be used as an indicator to derive possible trends. Metabolism studies of quinolonamides active against African sleeping sickness, demonstrated that the highest enzymatic conversion of all three tested compounds was caused by the cytosol fraction. The enzyme reactions are probably catalyzed by ALDH or MAO and not by CYP or FMO, respectively. The formed metabolites found in various fractions were subject to (ω-1)-oxidations, N-dealkylations, amide hydrolyses, and hydroxylations. It was observed that hydroxylation could only take place on the aromatic benzyl ring if it did not carry any fluorine substituents having a deactivating effect. The aromatic hydroxylation of the quinolonamide, however, was carried out in all three substances. Thus, only hydroxylation on the benzyl ring of MB343 was observed. The enzymatic activity of all substances followed a first-order kinetic. The different stabilities of the substances had a clear trend: MB209 showed the highest enzymatic activity as it represents the most unstable compound, followed by MB343 and MB444. The enzymatic activities of the three substances were ten times lower compared to the enzymatic activity of lead structure GHQ168 [19], which exhibits a much higher stability due to the fluorine atoms. These results were confirmed by a half-life study in which MB444 was the most stable compound. The position of the fluorine substituent on the quinolone determines the metabolic stability, making MB444 the most stable compound because it carries a p-fluorine substituent on the quinolonamide. When incubating Daptomycin with different S. sciuri isolates, a possible inactivation mechanism of the antibiotic agent was observed in which the cyclic amino acid ring was opened, the fatty acid tail deacylated, or a combination of both mechanisms as well as the heteroaromatic ring system of tryptophan was cleaved. The proteases of the daptomycin-resistant S. sciuri isolate TS92 led to a daptomycin degradation of 35%, regardless of the initial concentration used. The degradation also seems to depend on the incubation medium since the proteases probably rely on a specific nutrient medium. The sensitive S. sciuri strain TS93 showed the highest degradation rate of daptomycin with 55 % and thus refutes the assumption that it has the smallest antibacterial sensitivity against daptomycin. Overall, DAP showed a very low in vitro metabolism with a conversion rate of maximum 5% after 4 h and a low metabolic rate. Here, only one metabolite could be found which was also identified by means of S. sciuri incubation. Thus, this mechanism could proceed in a different way. The reactivity studies of the covalent inhibitors of the thiolase of the FadA5 enzyme against tuberculosis showed that only compounds C1 and C4 targeted cysteine93, thus being suitable for the desired purpose. Furthermore, no reaction was observed for in the covalent inhibitors of the enoyl-ACP reductase with the enzyme FabI, which carries a tyrosine in the active site, since no adducts were identified. This is probably due to the insolubility in the TRIS buffer.

Complicated infections caused by vancomycin-resistant enterococci (VRE) represent a therapeutic challenge, since adequate treatment options are limited and antibiotic resistance to the available agents has already been described. The most frequently used antibiotic in VRE treatment is linezolid. Tigecycline is an alternative to linezolid, however, clinical data for severe infections such as sepsis or endocarditis are scarce. Daptomycin on the one hand is an option but has not yet been approved for the treatment of enterococcal infections in Germany on the other hand. The present review critically evaluates the clinical significance of the antibiotics in question for VRE therapy based on existing data.

Enterococci are a frequent cause of nosocomial infections in gastroenterology. The increase of Enterococcus faecium infections with development of resistance to gentamicin and vancomycin as well as possible linezolid resistance require alternative antibiotic therapies. Study data show that daptomycin, a highly bactericidal antibiotic is effective in enterococcal infections. However, in Germany daptomycin is so far only approved for the treatment of complicated skin and soft tissue infections, bacteremia and infective endocarditis caused by Staphylococcus aureus. In the Department of Internal Medicine I, University Hospital Halle (Saale) from May 2 009 to April 2 010 all gastroenterological patients with evidence of invasive enterococcal infection received intravenous daptomycin treatment at inclusion in the European Cubicin® Outcomes Registry and Experience (EU-CORE). Gastroenterological diseases treated were necrotising pancreatitis, infected pancreatic pseudocysts, abscesses, obstructive cholangitis and sepsis. The clinical outcome was retrospectively detected by protocol-defined criteria. A total of 13 patients (8 male, 5 female, median age 59 years) with microbiologically assured enterococcal infections (10 × E. faecium, including 1 × VRE, 6 × E. faecalis, including double infections) were treated with intravenous daptomycin (6 mg per kg body weight). In the presence of polymicrobial infections (10 of 13 patients), an additional anti-infective therapy was initiated according to sensitivity testing. Concomitantly a direct focus approach with stenting, puncture or drainage was performed. The clinical cure rate was 92 % (12 of 13 patients). One patient died from a non-surgically uncontrollable malignancy (Klatskin tumour Bismuth IIIb). There were no adverse events. These results allow us to conclude that antibiotic therapy with daptomycin in invasive or bacteraemic enterococcal infections leads to high cure rates (up to 90 % and more) when concomitant and adequate focus relief is performed. Larger clinical studies to obtain an extended drug approval are desirable.

Fragestellung: Staphylokokken gehören zu den am häufigsten isolierten Keimen in der Traumatologie und Orthopädie. Staphylococcus aureus und Staphylococcus epidermidis sind die pathogenen Keime, die in den häufigsten Fällen eine Osteomyelitis hervorrufen. Diese Erkrankung stellt[for full text, please go to the a.m. URL], Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

To account for the current evidence in the field of infective endocarditis and to harmonize deviant national guidelines, in 2009 the European Society of Cardiology published novel recommendations on the prevention, diagnosis and treatment of infective endocarditis.The most important changes can be found concerning antimicrobial prophylaxis for endocarditis, the antimicrobial treatment of endocarditis caused by S. aureus and the indications for surgical treatment.Due to the weak evidence about prophylactic administration of antibiotics before procedures at risk for bacteraemia to prevent infective endocarditis, the novel guidelines recommend prophylaxis only in patients with the highest risk for infection and lethal course of endocarditis. These are patients with prosthetic valves or prosthetic material used for cardiac repair, patients with previous endocarditis and patients with congenital heart disease. A narrow definition of procedures at risk was proposed only including dental procedures requiring manipulation of the gingival or periapical region of teeth.For endocarditis caused by S. aureus an additional gentamicin administration was previously recommended but this is now seen only as optional due to its nephrotoxicity. In methicillin-resistant strains daptomycin is a possible alternative to vancomycin. In strains susceptible to methicillin, beta-lactamic antibiotics were definitively preferred than the usage of vancomycin due to better outcome. The current guidelines recommend definitive timing and risk constellations for surgical treatment of infective endocarditis. For example, cardiac shock due to valvular lesions refractory to medical treatment should give rise to an emergency intervention within 24 h. Other indication groups contain uncontrolled infection and prevention of embolism and indications were defined as urgent or elective depending on the clinical situation.

Surgical infection remains a main cause of death after heart surgery, despite advances in pharmacological therapy. Daptomycin is a cyclic lipopeptide antibiotic, useful in gram-positive organisms resistant to standard treatment, including vancomycin. The aim of this study was to describe the use of daptomycin regarding efficacy, efficiency and safety in patients with gram-positive infections after heart surgery using a retrospective analysis on 49 adult patients.Daptomycin shows excellent in vitro and in vivo activity against gram-positive organisms, such as Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, especially MRSA. Daptomycin is also effective against increasing vancomycin-resistant or vancomycin-intermediate S. aureus.

Die zyklischen Lipopeptid-Antibiotika stellen eine Klasse strukturell verwandter und bioaktiver Oligopeptide dar, welche durch multimodular aufgebaute Enzymkomplexe, den nichtribosomalen Peptidsynthetasen (NRPS) assembliert werden. Essenziell für die antibiotische Aktivität ist die mit dem Peptidrückgrat verbundene Lipid-Einheit, welche einen einzigartigen Wirkmechanismus dieser Verbindungen ermöglicht. Die Modifikation dieser Fettsäure-Komponente ermöglicht somit die Optimierung der pharmakologischen Eigenschaften der Lipopeptid-Antibiotika bezüglich der Bioaktivität, Stabilität sowie der Pharmakokinetik. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die mechanistische Aufklärung der Lipoinitiation des aziden Lipopeptids Daptomycin (Cubicin®) und des Biotensids Surfactin. Dazu sollten mittels bioinformatischer Methoden die für die Acylierung verantwortlichen Proteine identifiziert und in vivo und in vitro charakterisiert werden. Die bioinformatische Genomanalyse des Daptomycin Produzentenstammes Streptomyces roseosporus ermöglichte die Identifizierung der im Daptomycin Biosynthesegencluster codierten Acyl-CoA-Synthetase DptE und des Acyl-Carrier-Proteins (ACP) DptF als putative Lipidierungsmaschinerie. Zur in vitro Charakterisierung wurden diese Enzyme heterolog produziert, isoliert und auf ihre Aktivität und Substratspezifität hin untersucht. Hierbei zeigte sich, dass DptE eine hohe Substrattoleranz aufweist und diverse Fettsäuren als Adenylat aktiviert und auf das kognate ACP DptF transferiert. Kinetische Spezifitätsuntersuchungen bestätigten, dass DptE eine hohe Präferenz für Fettsäuren zeigt, welche auch im natürlichen Daptomycin-Komplex (A21978C-Faktoren) vorkommen. Die Analyse der Transferreaktion mit verschiedenen ACPs zeigte, dass DptE eine hohe Affinität gegenüber DptF aufweist. Im Gegensatz zu Daptomycin konnten im Biosynthesegencluster von Surfactin (Bacillus subtilis MR168) keine Acyl-CoA-Synthetasen identifiziert werden, welche β-Hydroxy-myristinsäure aktivieren und auf das Beladungsmodul (SrfA-M1) übertragen können. Die Analyse des annotierten B. subtilis Genoms zeigte vier putative Proteine (LcfA, YhfL, YhfT, YngI) mit Sequenzhomologien zu Acyl-CoA-Synthetasen, welche nicht im Surfactin-Operon codiert vorlagen. Zur biochemischen Charakterisierung wurden diese heterolog produziert, isoliert und biochemisch untersucht. Hierbei zeigte sich, dass LcfA und YhfL die native β-Hydroxy-myristinsäure als CoA-Thioester aktivieren, wohingegen YhfT das Substrat ausschließlich als Adenylat aktiviert. Die Generierung von lcfA-, yhfT- und yngI-Deletionsmutanten in B. subtilis bestätigten die Beteiligung der identifizierten Enzyme an der Acylierung von Surfactin. So führte die gleichzeitige Deletion der drei putativen Acyl-CoA-Synthetasen zu einer Reduktion der Surfactin-Produktion um 98%. Zukünftige Komplementierungsstudien werden eine detailliertere Analyse der Lipidierungs- und Initiierungsreaktion während der Surfactin-Assemblierung ermöglichen. Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen zur Lipidierung der klinisch relevanten zyklischen Lipopeptide Daptomycin und Surfactin resultieren in der Postulierung zweier unterschiedlicher Acylierungsstrategien während der nichtribosomalen Synthese von Oligopeptiden. Die Umsetzung der hierdurch gewonnenen Erkenntnisse sollte in Zukunft die Generierung von Daptomycin- und Surfactin-Derivaten mit optimierter Bioaktivität durch metabolic engineering ermöglichen., 1. M. Wittmann, U. Linne, V. Pohlmann, M.A. Marahiel, FEBS Journal 2008, Vol. 275, No. 21, pp. 5343-5354 „Role of DptE and DptF in the lipidation reaction of Daptomycin" 2. F. Kraas, V. Helmetag, M. Wittmann, M. Strieker, ChemBiol 2010, accepted, "Functional Dissection of Surfactin Synthetase Initiation Module Reveals Insights into the Mechanism of Lipoinitiation”

To account for the current evidence in the field of infective endocarditis and to harmonize deviant national guidelines, in 2009 the European Society of Cardiology published novel recommendations on the prevention, diagnosis and treatment of infective endocarditis. The most important changes can be found concerning antimicrobial prophylaxis for endocarditis, the antimicrobial treatment of endocarditis caused by S. aureus and the indications for surgical treatment. Due to the weak evidence about prophylactic administration of antibiotics before procedures at risk for bacteraemia to prevent infective endocarditis, the novel guidelines recommend prophylaxis only in patients with the highest risk for infection and lethal course of endocarditis. These are patients with prosthetic valves or prosthetic material used for cardiac repair, patients with previous endocarditis and patients with congenital heart disease. A narrow definition of procedures at risk was proposed only including dental procedures requiring manipulation of the gingival or periapical region of teeth. For endocarditis caused by S. aureus an additional gentamicin administration was previously recommended but this is now seen only as optional due to its nephrotoxicity. In methicillin-resistant strains daptomycin is a possible alternative to vancomycin. In strains susceptible to methicillin, beta-lactamic antibiotics were definitively preferred than the usage of vancomycin due to better outcome. The current guidelines recommend definitive timing and risk constellations for surgical treatment of infective endocarditis. For example, cardiac shock due to valvular lesions refractory to medical treatment should give rise to an emergency intervention within 24 h. Other indication groups contain uncontrolled infection and prevention of embolism and indications were defined as urgent or elective depending on the clinical situation.

Nichtribosomale Peptide zeichnen sich durch eine hohe strukturelle Diversität aus, die durch die Anwesenheit vieler nichtproteinogener Aminosäuren im Peptidrückgrat zustande kommt. Oft sind diese Bausteine wichtig oder sogar essentiell für die Bioaktivität der jeweiligen Naturstoffe. Die Bioaktivität wird weiterhin durch die konformationelle Rigidität des Peptidrückgrats gewährleistet, die häufig durch ihre makrozyklische Struktur gesichert wird. Die Makrozyklisierung wird während des letzten Schritts der nichtribosomalen Peptidsynthese durch sogenannte Thioesterase (TE)-Domänen katalysiert. Die hier vorgestellte Arbeit beschäftigt sich sowohl mit der Entwicklung von chemoenzymatischen Strategien zur Synthese bzw. Modifizierung der Streptogramin B (SB) –Antibiotika, als auch mit der Biosynthese des nichtproteinogenen 3-Methyl-Glutamat- Bausteins (3-MeGlu) der aziden Lipopeptide. Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt einen TE-basierenden chemoenzymatischen Ansatz zur schnellen und unkomplizierten SB-Synthese, bei dem die strukturelle Diversität durch Standard-Peptidfestphasensynthese von linearen SB-Analoga und die Stereoselektivität durch nachfolgende enzymatische Zyklisierung erreicht wird. Zu diesem Zweck wurde die rekombinante TE-Domäne SnbDE-TE der Pristinamycin I-Synthetase aus Streptomyces pristinaespiralis biochemisch charakterisiert. Diese Zyklase katalysiert die Makro-laktonisierung linearer Peptidylthioesteranaloga von Pristinamycin I mit hoher Regio- und Stereoselektivität. Eine stereoselektive Zyklisierung ausgehend von komplexen in situ razemisierenden Substratmischungen ermöglicht eine elegante SB-Synthese über eine dynamische kinetische Resolution. Für die enzymatische Zyklisierung wurde eine beachtliche Substrattoleranz der SnbDE-Zyklase festgestellt, welche alle sieben Positionen des Peptidrückgrats einschließt. Eine N-Methylierung der Peptidbindung zwischen den Positionen 4 und 5 erhöht die Produktbildungsrate erheblich. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der biochemischen in vitro-Charakterisierung des Biosynthesewegs von 3-Methyl-Glutamat (3-MeGlu), einem für die biologische Aktivität der aziden Lipopeptide CDA, Daptomycin und A54145 wichtigen Baustein. Die Untersuchungen zeigen, dass GlmT aus Streptomyces coelicolor, DptI aus Streptomyces roseosporus und LptI aus Streptomyces fradiae S-Adenosyl-Methionin (SAM)-abhängige α-Ketoglutarat (αKG)-Methyltransferasen sind, welche die stereospezifische Methylierung von αKG zu (3R)-3-Me-2-Oxoglutarat katalysieren. Weiterhin wurde die verzweigtkettige Aminosäure-Transaminase IlvE (SCO5523) aus S. coelicolor als ein effizientes Enzym für die nachfolgende Transaminierung zu (2S,3R)-3-MeGlu identifiziert. Die beobachtete stereospezifische Zwei-Schritt-Umsetzung von αKG zu (2S,3R)-3-MeGlu vervollständigt das Verständnis der Biosynthese und des Einbaus von Cβ-methylierten Aminosäuren in nichtribosomale Peptide und erweitert unsere Kenntnis von Mechanismen zur Generierung von strukureller Diversität in Naturstoffen., Nonribosomal peptides are characterized by a high structural diversity that results from the presence of various nonproteinogenic amino acids in their peptide backbones. In many cases, these building blocks are important or even essential for the bioactivity of the natural products. Furthermore, the bioactivity is ensured by the conformational rigidity of the peptide backbone that is guaranteed by its macrocyclic structure. The macrocyclization of the peptide is catalyzed during the last step of nonribosomal peptide synthesis by so called thioesterase (TE)-domains. The here presented work addresses the development of a chemoenzymatic strategy for the synthesis and the modification of Streptogramin (SB)-antibiotics as well as the elucidation and characterization of the biosynthesis of the nonproteinogenic 3-methyl-glutamate (3-MeGlu) building block of the acidic lipopeptides. The first part of this work describes a TE-based chemoenzymatic approach for the rapid and convenient SB-synthesis in which diversity is generated by standard solid phase protocols and stereoselective enzymatic cyclization. For this approach, the recombinant thioesterase domain SnbDE TE of the pristinamycin I nonribosomal peptide synthetase from Streptomyces pristinaespiralis was cloned, overproduced, and biochemically characterized. This cyclase catalyses the macrolactonization of linear peptide thioester analogues of pristinamycin I with high regio- and stereoselectivity. The stereoselective cyclization out of complex in situ racemizing substrate mixtures enables an elegant SB-synthesis via a dynamic kinetic resolution assay. A remarkable substrate tolerance was detected for the enzymatic cyclization including all seven positions of the peptide backbone. An N-methylated peptide bond between positions 4 and 5 is mandatory for a high substrate turnover. The second part of this work is dedicated to in vitro reconstitution of the biosynthetic strategy of 3-methyl-glutamate (3-MeGlu), which is a building block important for the bioactivity of the acidic lipopeptides CDA, daptomycin and A54145. The investigations show that GlmT from Streptomyces coelicolor, DptI from S. roseosporus, and LptI from S. fradiae are S-adenosyl-methionine (SAM)-dependent α-ketoglutarate (αKG) methyltransferases catalyzing the stereospecific methylation of αKG resulting in the formation of (3R)-3-methyl-2-oxoglutarate. Furthermore, the branched chain amino acid transaminase IlvE (SCO5523) from S. coelicolor was characterized as an efficient catalyst for the following transamination leading to (2S,3R)-3-MeGlu. This stereospecific two-step conversion of αKG to (2S,3R)-3-MeGlu completes our understanding of the biosynthesis and incorporation of β-methylated amino acids into nonribosomal peptides and expanses our knowledge of the mechanisms generating structural diversity in natural products.