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 Lungenentzündung mit Impfstoffen statt Antibiotika behandeln
21.11.2017 | Universität Zürich

nachricht Energiesparmodus Schlaf
21.11.2017 | Universitätsspital Bern

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Gene für das Risiko von allergischen Erkrankungen entdeckt

21.11.2017 | Studien Analysen

Wafer zu Chip: Röntgenblick für weniger Ausschuss

21.11.2017 | Informationstechnologie

Nanopartikel helfen bei Malariadiagnose – neuer Schnelltest in der Entwicklung

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie