Halluzinogene Pilze haben in vielen Kulturen eine lange Tradition. Sie wurden als „göttlich“ angesehen und zu spirituellen Zwecken genutzt. Wahrnehmung und Bewusstsein werden ähnlich wie bei LSD beeinträchtigt, weswegen die Pilze hierzulande als Modedroge unter den Namen „Magic Mushrooms“, "Psilos" oder „Zauberpilze“ bekannt sind. Verantwortlich für die psychoaktive Wirkung dieser Pilze ist der Inhaltsstoff Psilocybin. Wie der halluzinogene Naturstoff gebildet wird, war bisher weitestgehend unklar. Ein Team um den Naturstoffforscher Dirk Hoffmann von der Friedrich-Schiller-Universität Jena hat dieses Geheimnis nun gelüftet. Dafür haben die Wissenschaftler erstmals die enzymatische Biosynthese des Pilzstoffes rekonstruiert.

Enzymquartett steuert Psilocybin-Biosynthese

Wie die Wissenschaftler im Fachjournal „Angewandte Chemie“ berichten, konnten sie dabei vier Enzyme identifizieren, die für die Psilocybin-Biosynthese verantwortlich sind. Dabei handelt es sich um Enzyme, die die Aminosäure L-Tryptophan schrittweise in die halluzinogene Substanz umwandeln. Tryptamine sind chemische Abkömmlinge der Aminosäure L-Tryptophan und in ihrer Struktur mit dem Glückshormon Serotonin verwandt.

Durch biotechnologische Methoden stellten die Forscher im Labor die Pilz-Enzyme in Bakterien- und Schimmelpilzkulturen her und charakterisierten sie. Dabei stellten sie fest, dass die Biosynthese offenbar anders als vermutet abläuft. Der Studie zufolge spaltet im ersten Schritt eine ungewöhnliche Tryptophan-Decarboxylase die Carboxylgruppe der Aminosäure L-Tryptophan ab. Eine Monooxygenase fügt dann eine Alkohol-Gruppe an, auf die anschließend eine Kinase noch eine Phosphat-Gruppe überträgt. Abschließend knüpft eine Methyl-Transferase schrittweise zwei Methylgruppen an die Aminogruppe an, schreiben die Forscher.

Basis für biotechnologische Herstellung des Naturstoffs

Im Ergebnis gelang es den Chemikern, das Psilocybin enzymatisch zu synthetisieren und so erstmals auch die Syntheseroute des Wirkstoffs zu beschreiben. Die Jenaer Forscher haben damit die Grundlage für die biotechnologische Herstellung des Zauberstoffs gelegt. „Mit der Herstellung von Psilocybin mittels Enzymen machten wir einen großen Schritt, dieses stark wirksame Molekül besser bereitzustellen“, erklärt Dirk Hoffmeister.

Interesse in der Pharmabranche

Denn die magische Substanz hat längst das Interesse der Pharmaindustrie geweckt. Erste klinische Studien attestieren der Substanz heilende Kräfte. In einer geringen Dosis könnte Psilocybin die Angst von Krebspatienten oder die Symptome von Depressionen und Antriebslosigkeit lindern.

bb