Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemiker erzeugen Antivitamin B12

12.03.2013
Bernhard Kräutler und Markus Ruetz vom Institut für Organische Chemie und dem Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (CMBI) der Universität Innsbruck gelang es erstmals ein funktionsfähiges Antivitamin B12 herzustellen.

Mithilfe dieser neuen Verbindung läßt sich Vitamin B12-Mangel im tierischen Stoffwechselsystem erzeugen, was für die Erforschung des wichtigen Einflusses von B12 auf Erkrankungen des Nervensystems von großer Bedeutung ist. Die Forscher berichten darüber in der Zeitschrift Angewandte Chemie.


EtPhCbl ist Vitamin B12 strukturell sehr ähnlich, es kann im Stoffwechsel aufgenommen, aber nicht in die lebenswichtigen B12-Cofaktoren umgewandelt werden, weil der kritische Teil des Moleküls, der bei der metabolischen Verarbeitung reagieren sollte, „verriegelt“ ist.
Kräutler / Ruetz

Ein Mangel an Vitamin B12 verursacht nicht nur – wie allgemein bekannt – die ‚perniziöse Anämie‘ (bösartige Blutarmut), sondern ist auch für degenerative Schäden des peripheren und zentralen Nervensystems verantwortlich.

Das vermutlich physiologisch nicht selbst aktive Vitamin B12 wird im menschlichen und tierischen Stoffwechsel zunächst in zwei lebenswichtige B12-Cofaktoren umgewandelt, wie in das Coenzym B12. „In den letzten Jahren zeigten wissenschaftliche Studien erstmals einen kausalen Zusammenhang zwischen B12-Mangel und der Entstehung von Plaques“, erklärt o. Univ.-Prof. Bernhard Kräutler. Plaques sind gefährliche Ablagerungen im Gehirn, die zum Beispiel bei der Alzheimerschen Erkrankung in hohem Maß vorkommen.

Die Rolle von B12 bei der Entstehung dieser Plaques ist jedoch auf molekularem Niveau noch unerforscht. Das liegt auch daran, daß dieser Effekt des B12-Mangels in Tiermodellen noch schlecht untersucht ist und B12-Mangel in Labormäusen bisher üblicherweise durch die operative Entfernung des Magen-Darm-Traktes verursacht wurde. Eine innovative Alternative dazu hat Bernhard Kräutler gemeinsam mit seinem Doktoranden Markus Ruetz entwickelt.

Die neue von ihnen synthetisierte organometallische Verbindung ist das 4-Ethylphenylcobalamin (EtPhCbl) und wird von den Forschern als Antivitamin B12 oder verriegeltes Vitamin B12 bezeichnet. Der Grund: EtPhCbl ist Vitamin B12 strukturell sehr ähnlich, es kann im Stoffwechsel aufgenommen, aber nicht in die lebenswichtigen B12-Cofaktoren umgewandelt werden, weil der kritische Teil des Moleküls, der bei der metabolischen Verarbeitung reagieren sollte, „verriegelt“ ist. So wird ein ‚funktionaler B12-Mangel‘ im Stoffwechselsystem erzeugt.

Erfolgsgeheimnis „gezähmte“ organische Radikale

Die Verriegelung gelang Kräutler und Ruetz auf ungewöhnliche Weise, nämlich durch eine Reaktion von B12 mit einem Radikal. „Normalerweise werden organische Radikale nur ungern in der Synthese eingesetzt, weil sie als unkontrollierbar gelten“, schildert Mag. Markus Ruetz. Für die Herstellung von Antivitamin B12 wurde mit dem 4-Ethylphenyl-Radikal jedoch ein besonders reaktionsfreudiges Radikal zur „Verriegelung“ eingesetzt. „Die große Herausforderung war es, Reaktionsbedingungen zu schaffen, um das verwendete Radikal zu zähmen“, erklärt Ruetz.

Das ist den Forschern gelungen – der Erfolg lässt sich bereits zeigen: Das renommiert Fachmagazin „Angewandte Chemie“ publiziert die Forschungsergebnisse rund um das neue Antivitamin in ihrer aktuellen Printausgabe als „Hot Paper“. Darüber hinaus wird inzwischen das Antivitamin B12 von Kooperationspartnern in Dänemark bereits mit Erfolg in Mäusen getestet. Parallel arbeitet man am Institut für Organische Chemie an seiner strukturellen Optimierung.

„Wir kennen die dreidimensionale Struktur von Schlüsselenzymen und sehen Verbesserungspotenzial betreffend der Affinität des Antivitamins B12 für sie“, sagt Kräutler und verweist einmal mehr auf den möglichen Bedarf an Antivitamin B12 in der medizinischen Forschung.

Einzelne Antivitamine haben übrigens ein wichtiges medizinisches Potenzial, wie das Beispiel von „Antivitamin“ K verdeutlicht: Vitamin K ist an der Blutgerinnung maßgeblich beteiligt. Antivitamine K werden eingesetzt, um die Blutgerinnung zur verlangsamen, was bei der Trombosevorbeugung essenziell sein kann. „Beim ‚Antivitamin‘ B12 sind wir von einer konkreten medizinischen Anwendung natürlich noch weit entfernt, aber ausgeschlossen ist sie nicht“, so Kräutler.

PUBLIKATION: Zugang zu metallorganischen Arylcobaltcorrinen durch radikalische Synthese: 4-Ethylphenylcobalamin, ein potenzielles “Antivitamin B12”. Mag. Markus Ruetz, Dr. Carmen Gherasim, Prof. Dr. Karl Gruber, Dr. Sergey Fedosov, Prof. Dr. Ruma Banerjee, Prof. Dr. Bernhard Kräutler. Angewandte Chemie: DOI: 10.1002/ange.201209651

Rückfragehinweis

o. Univ.-Prof. Dr. Bernhard Kräutler
Institut für Organische Chemie
Universität Innsbruck
Telefon: +43 (0)512 507 57700
E-Mail: Bernhard.Kraeutler@uibk.ac.at
Mag. Eva Fessler
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Universität Innsbruck
Tel.: +43 512 507 32020
E-Mail: eva.fessler@uibk.ac.at

Uwe Steger | Universität Innsbruck
Weitere Informationen:
http://www.uibk.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Verbesserte Kohlendioxid-Fixierung dank Mikrokompartiment
25.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Regenbogenfarben enthüllen Werdegang von Zellen
25.09.2017 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops