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Antioxidans Hochwirksames Antioxidans aus Wüstenboden isoliert

Redakteur: Olaf Spörkel

Amerikanische Wissenschaftler haben aus Wüstenbodenproben DNA isoliert, die für Enzyme eines neuen Polyketid-Biosynthesewegs codiert. Nach Einschleusen der DNA in Streptomyces albus produzierten die Bakterien einen bisher unbekannten Naturstoff der ein hochwirksames Antioxidans darstellt.

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Aus Wüstenboden in Utah haben Wissenschaftler jetzt ein hochwirksames Antioxidans isoliert.
Aus Wüstenboden in Utah haben Wissenschaftler jetzt ein hochwirksames Antioxidans isoliert.
( Bild: GDCh )

Frankfurt a.M., New York/USA – Auf der Suche nach neuen Wirkstoffen ist es ein gängiges Verfahren, Mikroorganismen im Labor zu kultivieren und Extrakte ihrer Kulturen auf biologische Aktivität hin zu untersuchen. Die Mehrzahl der Mikroorganismen lassen sich unter typischen Laborbedingungen jedoch nicht kultivieren. Wie sich inzwischen zeigte, ist dies auch nicht erforderlich, um an die von ihnen produzierten Naturstoffe zu gelangen. DNA kann direkt aus Umweltproben extrahiert und in Form von Umwelt-DNA-Bibliotheken gespeichert werden.

Erdacin ist doppelt so aktiv wie bekannte Antioxidantien

Eine spezielle Herausforderung ist es, Gen-Cluster aus solchen Bibliotheken zu gewinnen. Das Forscherteam um Sean F. Brady von der Rockefeller University in New York konnte nun aus einer DNA-Bibliothek, die aus Wüstenerde in Utah extrahiert worden war, Gene isolieren, die für die Enzyme eines speziellen Biosyntheseweges (Typ II Polyketid-Synthase-Weg) codieren. Die Forscher schleusten die Gene aus der Wüstenerde in den Pilz Streptomyces albus ein, der daraufhin ein neues Polyketid produzierte. Polyketide sind eine Gruppe von Naturstoffen, deren Gemeinsamkeit ihre Biosynthese aus Polyketid-Vorstufen ist. In ihrer chemischen Struktur und ihren biologischen Eigenschaften unterscheiden sie sich dagegen stark. Unter den Polyketiden finden sich Arzneimittel wie Tetracyclin und das Antibiotikum Erythromycin.

Das neue Polyketid, das durch den Wüstenerde-Gencluster produziert wurde, nannten die Forscher Erdacin. Durch NMR-Spektrometrie und Röntgenstrukturanalyse charakterisierten sie die Struktur: Ein pentacyclisches Ringsystem aus vier Sechsringen und einem Fünfring, die auf eine Weise verknüpft sind, die so bisher noch nicht bekannt war. Erdacin ist nach Angaben der Forscher ein hochwirksames Antioxidans, das doppelt so aktiv wie bekannte Antioxidatien ist, etwa Vitamin C.

Originalveröffentlichung: Brady, S. F.: Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.200901209

(ID:313069)