{"id":78106,"date":"2020-09-01T07:35:02","date_gmt":"2020-09-01T05:35:02","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=78106"},"modified":"2020-08-27T14:58:56","modified_gmt":"2020-08-27T12:58:56","slug":"kolibakterien-produzieren-korallen-antibiotikum","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kolibakterien-produzieren-korallen-antibiotikum\/","title":{"rendered":"Kolibakterien produzieren Korallen-Antibiotikum"},"content":{"rendered":"
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Hornkorallen der Art Antillogorgia elisabethae<\/em> produzieren antibiotisch wirksame Naturstoffe. Einem Forschungsteam der TUM ist es gelungen, einen dieser Stoffe nachhaltig im Labor zu produzieren. Bild: Thomas Br\u00fcck \/ TUM<\/figcaption><\/figure>\n

Korallen, die auf den Riffen der Bahamas wachsen, produzieren einen Wirkstoff, der multiresistente Tuberkulose-Bakterien abt\u00f6tet. Wissenschaftlern der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen (TUM) ist es gelungen, das Antibiotikum im Labor biotechnologisch herzustellen \u2013 kosteng\u00fcnstig, schnell und nachhaltig.<\/strong><\/p>\n

Vor 17 Jahren sah Thomas Br\u00fcck bei einem Tauchgang auf den Bahamas zum ersten Mal die Hornkoralle Antillogorgia elisabethae<\/em>. Er erinnert sich noch genau an diese Begegnung in 18 Metern Wassertiefe: \u201eIhre polypenbedeckten, violetten Ver\u00e4stelungen bewegten sich sanft in der Str\u00f6mung. Ein faszinierendes Lebewesen!\u201c Da es zudem verschiedene biologisch aktive Substanzen enth\u00e4lt, erforscht der Biochemiker seitdem die Biosynthese der Wirkstoffe dieser Weichkoralle.<\/p>\n

Hornkorallen stehen unter Schutz, trotzdem ist ihr Bestand in Gefahr. Der Verkauf der Korallen ist ein lukratives Gesch\u00e4ft, denn diese enthalten verschiedene Wirkstoffe, darunter ein entz\u00fcndungshemmendes Molek\u00fcl namens Pseudopterosin, das seit Jahren in der Kosmetikindustrie verwendet wird.<\/p>\n

\u201eKorallenriffe speichern das Klimagas Kohlendioxid und schaffen eine sehr hohe Biodiversit\u00e4t. Wenn wir die Riffe der Welt sch\u00fctzen wollen, m\u00fcssen wir solche biologisch aktiven Naturstoffe, die medizinisch nutzbare Aktivit\u00e4ten besitzen, auf nachhaltige Weise herstellen\u201c, davon ist Br\u00fcck \u00fcberzeugt.<\/p>\n

Nat\u00fcrliches Antibiotikum aus dem biotechnologischen Labor<\/h3>\n

Zusammen mit seinem Team am Werner Siemens-Lehrstuhl f\u00fcr Synthetische Biotechnologie ist es ihm jetzt erstmals gelungen, einen der Wirkstoffe der Hornkoralle im Labor herzustellen \u2013 ohne dass daf\u00fcr ein einziger Riffbewohner sterben musste. Das Molek\u00fcl \u201eErogorgiaene\u201c ist ein Antibiotikum. Erste Bioaktivit\u00e4tstests zeigen, dass es geeignet ist, um multiresistente Tuberkulose-Erreger zu bek\u00e4mpfen.<\/p>\n

Bislang war an einen Einsatz des Wirkstoffs kaum zu denken: Die Hornkoralle enth\u00e4lt nur extrem geringe Mengen Erogorgiaene und steht zudem unter Schutz \u2013 sie als Rohstoffquelle zu nutzen w\u00e4re weder wirtschaftlich sinnvoll noch \u00f6kologisch vertretbar. Die Herstellung mit klassischen chemischen Verfahren ist zwar m\u00f6glich, aber aufw\u00e4ndig und verbunden mit toxischen Abf\u00e4llen. Ein Kilo des Wirkstoffs w\u00fcrde um die 21.000 Euro kosten.<\/p>\n

Nachhaltige Biotechnologie l\u00e4sst die Herstellungskosten sinken<\/h3>\n

\u201eMit biotechnologischen Methoden jedoch l\u00e4sst sich Erogorgiaene schneller, umweltfreundlicher und erheblich g\u00fcnstiger herstellen. Die Produktionskosten pro Kilo w\u00fcrden mit diesem Verfahren nur noch bei etwa 9.000 Euro liegen\u201c, betont Br\u00fcck.<\/p>\n

Das neue Verfahren, das er zusammen mit Kollegen aus Berlin, Kanada und Australien entwickelt hat, besteht aus nur zwei Schritten: Die Hauptarbeit machen gentechnisch optimierte Kolibakterien, die sich von Glycerin ern\u00e4hren \u2013 einem Reststoff aus der Biodiesel-Produktion.<\/p>\n

Die Kolibakterien produzieren ein Molek\u00fcl, das sich dann mit Hilfe von Enzymen in den gew\u00fcnschten Wirkstoff verwandeln l\u00e4sst. Dabei entsteht kein Abfall, da alle Nebenprodukte in einem geschlossenen Kreislauf wiederverwendet werden k\u00f6nnen. Das innovative Verfahren wurde mittlerweile zum Patent angemeldet.<\/p>\n

Wirkstoffentwicklung nach dem Vorbild der Natur<\/h3>\n

\u201eDie neue Technologieplattform zur Produktion von Naturstoffen mit Hilfe biotechnologischer Verfahren erf\u00fcllt s\u00e4mtliche 12 Kriterien der Gr\u00fcnen Chemie\u201c, sagt Thomas Br\u00fcck. \u201eAu\u00dferdem erf\u00fcllt sie vier der UN-Nachhaltigkeitsziele: Gesundes Leben f\u00fcr alle, Bek\u00e4mpfung des Klimawandels und seiner Auswirkungen, Bewahrung und nachhaltige Nutzung der Ozeane und der Meeres-Ressourcen sowie Bewahrung des Lebens an Land.\u201c<\/p>\n

Inzwischen arbeitet das Forschungsteam bereits an der biotechnologischen Herstellung eines weiteren Korallen-Wirkstoffs: Nach dem Vorbild der Natur soll das Molek\u00fcl Erogorgiaene im Labor in den Wirkstoff Pseudopteropsin umgewandelt werden.<\/p>\n

Auf den setzen Mediziner gro\u00dfe Hoffnung: Klinische Studien haben gezeigt, dass Pseudopteropsin durch einen neuen Wirkmechanismus Entz\u00fcndungen hemmt. Damit ist es potentiell ein Kandidat f\u00fcr die Therapie von \u00fcberschie\u00dfenden Immunreaktionen, beispielsweise bei Infektionen durch Viren wie Covid-19, aber auch von altersbedingten chronischen Entz\u00fcndungen.<\/p>\n

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Publikationen<\/h3>\n

Marion Ringel, Markus Reinbold, Max Hirte, Martina Haack, Claudia Huber, Wolfgang Eisenreich, Mahmoud A. Masri, Gerhard Schenk, Luke W. Guddat, Bernhard Loll, Russell Kerr, Daniel Garbe und Thomas Br\u00fcck: Towards a sustainable generation of pseudopterosin-type bioactives Green Chemistry, July 20, 2020 \u2013 DOI: 10.1039\/D0GC01697G<\/a><\/p>\n

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Mehr Informationen<\/h3>\n

Die Forschung wurde unterst\u00fctzt durch das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF) im Projekt \u201eOptimized microbial conversion of biomass residues for sustainable production of high value diterpene bio-actives\u201c (OMCBP) sowie die Werner Siemens Stiftung. Neben den Arbeitsgruppen von Prof. Thomas Br\u00fcck und Prof. Wolfgang Eisenreich an der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen waren an der Forschungsarbeit Teams von Prof. Russel G. Kerr, University of Prince Edward Island (Kanada), Dr. Bernhard Loll, Freie Universit\u00e4t Berlin (Deutschland) und Prof. Gary Schenk, University of Queensland (Australien) beteiligt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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