Pflanzen bilden eine beeindruckende Vielfalt von Naturstoffen. Der Großteil der biologisch aktiven Verbindungen entspringt dem Sekundär- oder Spezial-Stoffwechsel. Die Aufklärung der Biosynthesewege und ihrer Regulation bildet die Basis für eine gezielte metabolische Modifikation und Ansätze der synthetischen Biologie. Das Ziel ist die Rekonstruktion von pflanzlichen Biosynthesewegen in genetisch veränderten Mikroorganismen für eine gesteigerte Produktausbeute. Es kommen Methoden der Transkriptomik und Bioinformatik, des metabolischen Engineering und der synthetischen Biologie zum Einsatz. weiter...
Der Benzophenon-Stoffwechsel erzeugt komplexe Inhaltsstoffe, die zu den polyprenylierten polyzyklischen Acylphloroglucinen (PPAP) gehören. Etwa 1400 PPAP wurden isoliert und strukturaufgeklärt. Sie sind entweder verbrückte bizyklische Ringsysteme oder tri- und tetrazyklische Verbindungen mit käfigartigen Gerüsten. Viele PPAP besitzen interessante pharmakologische Aktivitäten, z.B. antitumorale, antibakterielle und antivirale Eigenschaften. Allerdings sind ihre Konzentrationen in Pflanzen (v.a. Hypericaceae und Clusiaceae) gering, was ihre pharmazeutische Entwicklung behindert und biotechnologische Ansätze stimuliert. weiter...
Extrakte des Johanniskrauts (Hypericum perforatum ) lindern wirkungsvoll leichte bis mittelschwere Depressionen. Ein wichtiger Wirkstoff ist das Hyperforin, das erstbeschriebene PPAP. Es hemmt nicht-selektiv die Wiederaufnahme von Neurotransmittern aus dem synaptischen Spalt in das Axoplasma. Die Zielstruktur ist TRPC6. Hyperforin ist ein sowohl strukturell als auch funktionell neuartiges Antidepressivum. Darüber hinaus hat es weitere interessante pharmakologische Aktivitäten. weiter...
Hyperforin ist der Prototyp der polyzyklischen polyprenylierten Acylphloroglucine (PPAP) mit einem Bizyklo[3.3.1]nonan-Gerüst. PPAP umfassen verbrückte bizyklische Verbindungen und käfigartige tri/tetrazyklische Substanzen. Sie besitzen interessante pharmakologische Eigenschaften. Jedoch schränken ihr geringes natürliches Vorkommen und die schwierige chemische Synthese ihre präklinische Forschung ein. Eine vielversprechende Alternative ist die Rekonstruktion der PPAP-Biosynthesen in Mikroorganismen, wenn denn die Wege einmal aufgeklärt sind. weiter...
Biphenyle und Dibenzofurane sind die Phytoalexine der Malinae, einer Untertribus der Rosaceae (früher Unterfamilie Maloideae). Zu den Malinae gehören viele ökonomisch wichtige Obstbäume wie Apfel und Birne sowie der arzneilich verwendete Weißdorn. Die Akkumulation von Biphenylen und Dibenzofuranen ist eine aktive Pathogen-Abwehrstrategie, die sich auf die Malinae beschränkt. Der Beitrag der Phytoalexin-Bildung zur Abwehr von Feuerbrand und Schorf sowie zur Überwindung der Nachbaukrankheit (Bodenmüdigkeit) wird untersucht.weiter...
Neben ihrer Beteiligung am Benzophenon- und Biphenyl-Stoffwechsel sind Benzoesäuren die Vorstufen einer Vielzahl von Naturstoffen, z.B. Taxol, Kokain und Reserpin. Darüber hinaus sind Salicylsäure und ihr Methylester Signalmoleküle in der systemischen Krankheitsabwehr, d.h. der erhöhten Resistenz gegen Sekundärinfektion. Mit Benzoesäuren biogenetisch verwandt sind aromatische Aldehyde und Alkohole, z.B. Vanillin und Saligenin. Durch oxidative Decarboxylierung entstehen einfache Phenole wie z.B. Hydrochinon. weiter...
In einem phylogenetischen Baum von Typ III Polyketid-Synthasen (PKS) zerfallen die Aminosäuren-Sequenzen aus Angiospermen in zwei Cluster. Die eine Gruppe umfasst Chalcon-Synthasen (CHS). CHS ist in höheren Pflanzen ubiquitär verbreitet. Die zweite Gruppe besteht aus Enzymen, die sich funktionell von CHS unterscheiden, wie z.B. Benzophenon-Synthase (BPS) und Biphenyl-Synthase (BIS). weiter...
