11.02.2014 12:20
Quelle: schweizerbauer.ch - sda/blu
Pflanzenschutz
Wird Meeresbakterium zum Helfer im Kampf gegen Unkräuter?
Wichtige Waffen im Kampf gegen Krankheiten und unerwünschte Pflanzen werden stumpf, weil Bakterien und Unkräuter Resistenzen gegen Antibiotika und Herbizide entwickeln. Abhilfe könnte eine Substanzgruppe aus einem Meeresbakterium schaffen, wie die ETH Zürich am Dienstag mitteilte.

Die sogenannten Pseudiline wurden bereits in den 1960er Jahren aus dem Bakterium der Gattung Pseudomonas isoliert. Nun haben Forscher bisher unbekannte Wirkmechanismen der Substanzgruppe entdeckt, mit denen sowohl Malariaerreger als auch Unkräuter bekämpft werden könnten. Die mögliche Lösung beschreibt eine in der Fachzeitschrift «Angewandte Chemie» veröffentlichte Studie.

Kette blockiert

Pseudiline greifen in einen bestimmten Stoffwechselvorgang ein, der bei Säugetieren nicht vorkommt. Pflanzen und verschiedene Einzeller, wie die Erreger von Malaria und Tuberkulose, stellen dabei per Biosynthese für sie überlebenswichtige Terpene her. Bricht dieser Syntheseweg, an dem insgesamt sieben Enzyme beteiligt sind, zusammen, stirbt der betroffene Organismus ab.

Diesen Mechanismus, machen sich kommerziell erhältliche Pflanzenschutzmittel zunutze, die das erste Enzym der Kette blockieren. Antibiotika dagegen blockieren das zweite Enzym.

Wirksam gegen Unkraut und Malaria

Forscher haben nun gezeigt, dass auch das dritte Enzym (IspD) hemmbar ist und zwar durch Pseudiline. Diese lagern sich in eine taschenförmige Vertiefung an der Enzymoberfläche an, sodass das Enzym seine Form verändert und keine Substrate mehr umsetzen kann.

Von Vorteil ist, dass Pseudiline mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung in diese Vertiefung passen. Es braucht also nicht das oftmals exklusive Schlüssel-Schloss-Prinzip von Enzym und Substrat, um die Stoffe zu binden, wie es in der Mitteilung heisst. Die wiederentdeckten Wirkstoffe wurden an der Ackerschmalwand und dem Malariaerreger Plasmodium vivax getestet und waren in beiden Fällen wirksam. Säugetierzellen reagieren jedoch nicht darauf, weil bei ihnen die Terpen-Bildung über einen anderen Stoffwechselvorgang läuft.

Noch viel Verbesserungspotenzial

Das Forschungskonsortium unter Leitung von François Diederich von der ETH Zürich will nun weitere und vor allem noch wirksamere Pseudilinderivate herstellen und überprüfen. Damit sie für die Pharmaforschung interessant wären, müssten sie laut Mitteilung um den Faktor 100 verbessert werden.

An der Forschungsarbeit waren neben der ETH Zürich auch das Tropeninstitut der Universität Basel, die TU München, die Universitäten Dresden und Hamburg sowie das Chemieunternehmen BASF beteiligt, aus dessen Wirkstoffbibliothek die Pseudiline stammen.

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