Ob in Kosmetikartikeln, Lebensmitteln oder Medikamenten: Pflanzliche Inhaltsstoffe sind wegen ihrer gesundheitsfördernden Eigenschaften für den Menschen von jeher unverzichtbar und in der Industrie gefragt. Den großen Bedarf an diesen kostbaren Substanzen kann die Natur jedoch nicht allein decken. Sie künstlich herzustellen, war bisher jedoch mühsam. Nun hat ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Chemikern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) ein Verfahren entwickelt, mit dem sich zumindest eine Gruppe dieser Naturstoffe, die Triterpene, sehr einfach produzieren lässt.

Wirkstoff-Konzentration in Pflanze zu gering

Zu den Triterpenen gehört beispielsweise die Maslinsäure, die in Oliven enthalten ist und die Pflanze vor Schädlingen schützt. Andere Triterpene sind dagegen vielversprechende Kandidaten für neue Krebsmedikamente. "Das Problem ist, dass diese Substanzen in den Pflanzen nur in geringer Konzentration vorkommen", erklärt MLU-Chemiker René Csuk. Um die Wirkung der Naturstoffe genauer zu untersuchen, sind allerdings große Mengen erforderlich.

400 Enzyme genauer untersucht

Im Rahmen der Studie gingen die Forscher der Frage nach, wie Pflanzen diese wertvollen Stoffe überhaupt bilden. Wie das Team im Fachjournal „Nature Communications“ berichtet, wurden daher über 400 Enzyme aus mehr als 200 verschiedenen Pflanzen genauer untersucht, um das Geheimnis zu lüften. Anschließend wurden die vielversprechendsten Kandidaten in Hefe-Kulturen eingeschleust, wo sie Stoffwechselprodukte wie Triterpene in großen Mengen produzieren können.

Enzymfamilie der Schlüssel für Biosynthese

Dabei stellten die Forscher fest, dass Enzyme der Familie CYP716 eine maßgebliche Rolle bei der Produktion von Triterpenen spielen. Im Ergebnis konnten sie insgesamt zehn Reaktionen beschreiben, bei denen verschiedene Triterpene, wie die Maslinsäure der Oliven, entstehen. "Diese Ergebnisse bereichern nachhaltig unser Wissen über die Entstehung dieser wichtigen Substanzklasse", erklärt Csuk. Daneben wird aber auch große Potenzial der CYP716-Enzyme deutlich, welche die Vielfalt der Triterpene mit beeinflussen. Mit der Studie haben die Forscher somit eine wichtige Grundlage geschaffen, um pflanzliche Inhaltsstoffe wie Triterpene auf nachhaltige Weise auch in großen Mengen für die Forschung herzustellen.

bb