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16.06.2020

Biokatalysator für neue Arzneien

Bayreuther Forscher haben ein Enzym entdeckt, mit dem sich wichtige Bausteine komplexer biologisch aktiver Verbindungen präzise herstellen lassen.

So sieht die räumliche Struktur des Enzyms AmbDH3 aus.
So sieht die räumliche Struktur des Enzyms AmbDH3 aus.
Quelle: 
Frank Hahn

Seit vielen Jahren schaut sich die Medizin so manches Molekül aus der Natur ab, doch meist sind diese Verbindungen so komplex, dass es schwierig ist, sie chemisch nachzubauen. Wenn es doch gelingt, ist die Basis dafür letztlich erdölbasierte Chemie. In der Natur hingegen erzeugen Enzyme diese komplexen Moleküle. Eines davon ist das Enzym AmbDH3, welches ein Team um Frank Hahn nun näher untersucht hat und das in Bakterien daran beteiligt ist, Ambruticin zu bilden, ein mutmaßliches Fungizid.

Wirkstoffe gegen Infekte, Krebs oder Alzheimer

AmbDH3 erzeugt dazu heterozyklische Moleküle, Ringe mit präzise definierter räumlicher Anordnung. Dazu zählen auch Tetrahydropyrane, die einer Reihe medizinischer Wirkstoffkandidaten erst ihre biologische Aktivität verleihen. Bayreuther Forscher haben ein solches Molekül im Rahmen einer Studie nun auf den Weg gebraucht: Sie entwickelten das potenzielle Antibiotikum (–)-Centrolobin. Denkbar wäre mit AmbDH3 auch die Herstellung noch komplexerer bioaktiver Verbindungen, darunter die antiviral wirksamen Bryostatine, die auch als Therapeutika gegen Krebs und Alzheimer erforscht werden.

Suche nach weiteren Enzymen

Aus Produktionssicht hat AmbDH3 zudem die Vorteile, dass es ein sehr stabiles Enzym ist, eine hohe Aktivität aufweist und damit große Mengen herstellen kann. „Künftige Anwendungen für das Enzym AmbDH3 erwarte ich vor allem in der Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe, aber auch in der Synthese von Feinchemikalien“, kommentiert Projektleiter Frank Hahn die im Fachjournal „ACS Catalysis“ veröffentliche Studie. „Unsere Forschungsgruppe ist zuversichtlich, dass wir weitere, mit AmbDH3 verwandte Enzyme entdecken können, die das Repertoire der Biokatalysatoren noch einmal deutlich erweitern.“

Beitrag zur Bioökonomie

Für Hahn ist die Entwicklung in der Weißen Biotechnologie zugleich ein wichtiger Schritt in Richtung einer nachhaltigen Bioökonomie: „Die Biokatalyse kann wesentlich dazu beitragen, eine stärker auf natürliche Ressourcen zurückgreifende Wirtschaftsweise zu etablieren“, betont der Forscher. Sie leiste damit einen Beitrag zur Lösung zentraler gesellschaftlicher Herausforderungen. „Durch neue Biokatalysatoren können Bereiche, die bis vor Kurzem noch der traditionellen chemisch-synthetischen Methodologie vorbehalten waren, für die Bioökonomie erschlossen werden. Es wird in Zukunft darum gehen, die Vorteile beider Forschungs- und Entwicklungsansätze zielführend miteinander zu kombinieren.“

bl

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