Designer-Hefen erzeugen kurze Fettsäuren

Kurzkettige Fettsäuren sind wichtige Bestandteile in Kosmetika oder Arzneimittel, sie stecken in antimikrobiellen Substanzen, Aromastoffen, Treibstoffen und Seifen. Bisher müssen sie aufwendig aus Pflanzen wie Kokusnuss oder chemisch aus Erdöl extrahiert werden. Biotechnologen um Martin Grininger von der Goethe-Universität Frankfurt fanden nun eine Möglichkeit, diese wertvollen Substanzen einfacher und nachhaltiger herzustellen: In Hefen, die mit eigens entwickelten Designer-Enzymen ausgestattet wurden. Nun lassen sich die Fettsäuren einfach und in großen Mengen aus Zucker oder zuckerhaltigen Abfällen in einem dem Bierbrauen ähnlichen Prozess herstellen. Die Forscher berichten in den Fachjournalen Nature Chemical Biology und Nature Communications über ihre Hefen.

Natürlich erzeugte Fettsäuren sind langkettig

Die von Pflanzen und Tieren produzierten Fettsäuren bestehen zu einem großen Anteil aus Ketten von 18 Kohlenstoffatomen. Sie sind also länger als die gewünschten kurzkettigen Verbindungen. In lebenden Zellen stellen große Proteinkomplexe, die Fettsäuresynthasen, Fettsäuren her. Dabei fügen sie 9 Bausteine aus jeweils 2 Kohlenstoffatomen in einem Prozess aus 8 Zyklen zusammen.

Griningers Team war an der Aufklärung des Schlüsselenzyms der Fettsäure-Erzeugung beteiligt und konnte die 3D-Struktur der Fettsäuresynthase aufklären: Es handelt sich um ein großes, aus zwei Polypetidketten bestehendes Protein mit sieben katalytischen Zentren. Dabei sind die Forscher auf ein interessantes Phänomen gestoßen: „Wir haben zunächst untersucht, wie die Fettsäuresynthase Zyklen zählt, um zu entscheiden, wann die Kette fertig ist. Gefunden haben wir eine Art Lineal, das die Länge der Fettsäure misst“, erklärt Grininger.