Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schimmelpilze – Quelle chemischer Vielfalt

27.05.2016

Der Pilz Aspergillus fumigatus bildet eine Gruppe bislang unbekannter Naturstoffe, die in Anlehnung an pflanzliche Isochinolin-Alkaloide als Fumisoquine bezeichnet werden. Forscher aus Jena kamen den neuen Substanzen gemeinsam mit US-Kollegen auf die Spur, als sie das Genom des Pilzes näher unter die Lupe nahmen. Die Substanzfamilie der Isochinolin-Alkaloide enthält viele pharmakologisch aktive Moleküle. Die soeben in Nature Chemical Biology publizierte Arbeit zeigt, dass Pilze und Pflanzen unabhängig voneinander ähnliche Synthesewege für die komplexen Moleküle entwickelt haben. Das macht Pilze für die Suche nach neuen Arzneistoffen und deren biotechnologische Herstellung interessant.

Eine große Zahl von Medikamenten, die wir heute nutzen, hat ihren Ursprung in der Natur. Meistens sind es Mikroorganismen oder Pflanzen, die uns Moleküle bereitstellen, die wir direkt oder in abgewandelter Form in Arzneistoffen wiederfinden und die auf diese Weise eine positive Wirkung für die menschliche Gesundheit entfalten. Entsprechend groß ist das Interesse, immer wieder neue Wirkstoffe in der Natur aufzuspüren und für die Behandlung von Krankheiten zu verwenden.


Der Schlafmohn Papaver somniferum bildet ebenso wie andere Mohn- und Berberitzengewächse eine Vielzahl von Isochinolin-Alkaloiden

Dirk Hoffmeister / FSU


Der Schimmelpilz Aspergillus fumigatus bildet Fumisoquine auf einem ähnlichen Weg wie Pflanzen.

Schmaler-Ripcke, Kloss, Yu / HKI

Eine bekannte Gruppe pflanzlicher Stoffwechselprodukte sind die Isochinolin-Alkaloide. Man kennt davon heute über 2500 verschiedene Vertreter, sie kommen vor allem im Mohn- und Berberitzengewächsen vor. Bekannte Beispiele sind das schmerzstillende Morphin oder auch Codein, das bei Reizhusten eingesetzt wird.

Gemeinsam mit amerikanischen Kollegen haben Teams um Dirk Hoffmeister und Axel Brakhage von der Friedrich-Schiller-Universität Jena nun herausgefunden, dass Pilze bestimmte Naturstoffe auf ganz ähnlichem Wege synthetisieren.

Sie analysierten das Genom des verbreiteten Schimmelpilzes und entdeckten dabei eine kleine Gruppe von Genen, deren Funktion bislang unbekannt war. Ein Vergleich der Gensequenz mit bekannten Daten legte nahe, dass die betreffenden Gene für die Synthese von noch unbekannten Naturstoffen verantwortlich sein könnten.

Durch Genmanipulation, Charakterisierung der entstehenden Stoffwechselprodukte und radioaktive Markierungsexperimente gelang es schließlich, die Struktur der neuen Moleküle zu ermitteln und auch den Weg ihrer Biosynthese im Detail zu entschlüsseln.

Die Forscher entdeckten dabei einen bei Pilzen bislang unbekannten Weg der Verknüpfung von Kohlenstoffatomen. Der gesamte Syntheseweg der Fumisoquine erscheint dabei als eine Kombination pflanzlicher Prinzipien der Biosynthese und solchen der sogenannten nichtribosomalen Peptidsynthese, die bei Pilzen weit verbreitet ist.

Universitätsprofessor Axel Brakhage, gleichzeitig Direktor des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie, erläutert: „Pilze und Pflanzen haben sich in der Evolution schon sehr früh voneinander getrennt. Der neu gefundene Syntheseweg für Fumisoquine zeigt, dass es für die Wirkstoffgruppe der Isochinolin-Alkaloide offenbar eine Parallelentwicklung bei beiden Organismengruppen gegeben hat. Dies eröffnet uns neue Wege, durch kombinatorische Biotechnologie die Wirkstoffsuche und -entwicklung voranzutreiben und so zu neuen, dringend benötigten Medikamenten zu gelangen.“

Dirk Hoffmeister, Professor am Institut für Pharmazie der Friedrich Schiller-Universität freut sich: „Die jetzt veröffentlichte Studie ist ein schönes Beispiel für die enge Zusammenarbeit der Universität mit dem Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut – und unseren amerikanischen Partnern. Gute Forschung kennt eben keine Grenzen.“

Die internationale Wissenschaftlervereinigung „Faculty of 1000“ hat die Arbeit in ihre Hitliste für richtungsweisende Forschungsergebnisse aufgenommen.

Dr. Michael Ramm | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.hki-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Chemikern der Universität Münster gelingt Herstellung neuartiger Lewis-Supersäuren auf Phosphor-Basis
22.10.2019 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Adipositas-Risikobestimmung: ein Sprung in die Zukunft durch die Kombination von KI und Lipid-Forschung
22.10.2019 | 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: Hohlraum vermittelt starke Wechselwirkung zwischen Licht und Materie

Forschern ist es gelungen, mithilfe eines mikroskopischen Hohlraumes eine effiziente quantenmechanische Licht-Materie-Schnittstelle zu schaffen. Darin wird ein einzelnes Photon bis zu zehn Mal von einem künstlichen Atom ausgesandt und wieder absorbiert. Das eröffnet neue Perspektiven für die Quantentechnologie, berichten Physiker der Universität Basel und der Ruhr-Universität Bochum in der Zeitschrift «Nature».

Die Quantenphysik beschreibt Photonen als Lichtteilchen. Will man ein einzelnes Photon mit einem einzelnen Atom interagieren lassen, stellt dies aufgrund der...

Im Focus: A cavity leads to a strong interaction between light and matter

Researchers have succeeded in creating an efficient quantum-mechanical light-matter interface using a microscopic cavity. Within this cavity, a single photon is emitted and absorbed up to 10 times by an artificial atom. This opens up new prospects for quantum technology, report physicists at the University of Basel and Ruhr-University Bochum in the journal Nature.

Quantum physics describes photons as light particles. Achieving an interaction between a single photon and a single atom is a huge challenge due to the tiny...

Im Focus: Freiburger Forschenden gelingt die erste Synthese eines kationischen Tetraederclusters in Lösung

Hauptgruppenatome kommen oft in kleinen Clustern vor, die neutral, negativ oder positiv geladen sein können. Das bekannteste neutrale sogenannte Tetraedercluster ist der weiße Phosphor (P4), aber darüber hinaus sind weitere Tetraeder als Substanz isolierbar. Es handelt sich um Moleküle aus vier Atomen, deren räumliche Anordnung einem Tetraeder aus gleichseitigen Dreiecken entspricht. Bisher waren neben mindestens sechs neutralen Versionen wie As4 oder AsP3 eine Vielzahl von negativ geladenen Tetraedern wie In2Sb22– bekannt, jedoch keine kationischen, also positiv geladenen Varianten.

Ein Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, diese positiv geladenen...

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

13. Aachener Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung – »Collaborate to Innovate: Making the Net Work«

22.10.2019 | Veranstaltungen

Serienfertigung von XXL-Produkten: Expertentreffen in Hannover

22.10.2019 | Veranstaltungen

Digitales-Krankenhaus – wo bleibt der Mensch?

21.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

13. Aachener Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung – »Collaborate to Innovate: Making the Net Work«

22.10.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Studenten entwickeln einen Koffer, der automatisch auf Schritt und Tritt folgt

22.10.2019 | Innovative Produkte

Chemikern der Universität Münster gelingt Herstellung neuartiger Lewis-Supersäuren auf Phosphor-Basis

22.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics