06.02.2020 - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

Synthetisches Pilzgift

Neue Syntheseroute für Amanitin, ein therapeutisch interessantes Pilzgift

Der Grüne Knollenblätterpilz ist hochgiftig. Ein Teil seiner Giftstoffe könnte aber auch heilbringend sein: Amanitine gelten als mögliche Wirkstoffkomponenten Antikörper-basierter Krebstherapien. Deutsche Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie nun eine neue Syntheseroute für α-Amanitin vor, die für eine Produktion im größeren Maßstab geeignet scheint und endlich ausreichende Mengen des Pilzgifts für weitergehende Forschungen zugänglich macht.

Amanitine hemmen hochselektiv das Enzym RNA-Polymerase II, was zum Zelltod führt. Mit Antikörpern in Tumorzellen eingeschleust, könnten sie Tumore bekämpfen. Bis vor Kurzem war der Pilz (Amanita phalloides) jedoch die einzige Quelle zur Gewinnung der Amanitine, sodass weitergehende Forschungen nur begrenzt möglich waren.

Vor einiger Zeit war dann eine Totalsynthese von α-Amanitin, dem wirksamsten Amanitin, berichtet worden. Die Forscher um Roderich D. Süssmuth von der Technischen Universität Berlin stellen jetzt eine alternative Totalsyntheseroute vor, die vollständig in flüssiger Phase läuft, Möglichkeiten für die Herstellung verschiedener Struktur-Varianten eröffnet und sich auch in einen größeren Maßstab übertragen lässt. „Wir wählten dazu eine konvergente Route, das heißt, mehrere Bausteine werden zunächst unabhängig voneinander synthetisiert und am Ende zum Zielmolekül verknüpft“, erläutert Süssmuth. Die Bausteine sind drei Peptid-Fragmente aus fünf, einer bzw. zwei Aminosäuren, daher sprechen die Forscher von einer [5+1+2]-Synthese.

Amatoxine sind ringförmig verknüpfte Peptide aus acht Aminosäuren, die zusätzlich eine interne Querverbindung zwischen den Aminosäuren Tryptophan und Cystein in Form eines sogenannten Tryptathionins aufweisen. Statt die benötigte Thioether-Bindung am Ende der Synthese zu knüpfen, stellten die Forscher einen Baustein aus fünf Aminosäuren her, der das Tryptathionin bereits enthält.

Schlüsselschritte für den Aufbau der beiden anderen Peptid-Fragmente war die Entwicklung einer Route zur Herstellung der Aminosäuren 6-Hydroxytryptophan (Htp) und (3R,4R)-l-4,5-Dihydroxyisoleucin (Dhil) im Multigramm-Maßstab – eine große Herausforderung. Beide sind nicht-proteinogen, das heißt nicht in der DNA codiert. Sie werden enantiomerenrein benötigt, also einer ganz bestimmten räumlichen Anordnung aller Atome innerhalb des Moleküls. Zur Herstellung von Dhil entwickelten die Forscher eine siebenstufige Synthese – der bisher kürzeste Weg zu diesem Typ Aminosäure. „Unsere neuen Syntheserouten für Dhil und für Htp halten wir für industriell nutzbar“, so Süssmuth. „Unsere α-Amanitin-Synthese ist die erste, die vollständig in flüssiger Phase abläuft. Sie eröffnet den Zugang zu größeren Mengen α-Amanitin, um dessen Eignung für eine Krebstherapie zu erforschen. Zudem könnte sie Ausgangspunkt für eine zukünftige industrielle Herstellung von Wirkstoffen auf Amanitin-Basis sein.“

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • grüner Knollenblätterpilz
  • Amanitine
  • RNA-Polymerase II
Mehr über Wiley-VCH
  • News

    Chemischer Wasserstoffspeicher

    Wasserstoff ist ein leistungsfähiger, aber auch höchst explosiver Energieträger. Gesucht werden daher kostengünstige, leichte und vor allem sichere Speicher- und Transportsysteme. Wissenschaftler am Weizmann Institute of Science in Israel haben jetzt aus einfachen und ungefährlichen organis ... mehr

    Knoblauchinhaltsstoff aus dem Labor

    Frisch gepresster Knoblauch enthält eine Vielzahl von gesunden schwefelorganischen Verbindungen. Ein knoblauchtypischer Inhaltsstoff, der aus Ölextrakten gewonnen werden kann, ist Ajoen. Erstmals haben Chemiker aus Großbritannien diese Substanz jetzt rein aus gängigen Ausgangsstoffen synthe ... mehr

    Intelligente Fluoreszenzfarbstoffe

    Die größte Schwierigkeit bei der Entwicklung von Fluoreszenz- und Phosphoreszenzfarbstoffen liegt in der exakten Einstellung der angeregten Elektronenzustände. Wissenschaftler in Japan haben nun ein organisches Lumineszenzsystem mit einem ungewöhnlichen reizresponsiven Farbumschlag entwicke ... mehr

  • Firmen

    Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

    Wiley-VCH publiziert Monographien, Lehrbücher, Nachschlagewerke und Zeitschriften die in gedruckter oder als Online-Version, maßgebliche und topaktuelle wissenschaftliche Inhalte vermitteln. Wiley-VCH besitzt eine über 80-jährige Verlagstradition in den Bereichen Chemie, Materialwissenschaf ... mehr

Mehr über TU Berlin
  • News

    Salzwasser statt Trinkwasser

    Wasserstoff als Energieträger könnte ein wesentlicher Eckpfeiler einer neuen, CO2-neutralen Energieversorgung werden. Idealerweise wird die dafür notwendige Elektrolyse von Wasser durch erneuerbare Energiequellen wie Sonne, Wasser, Geothermie oder Wind angetrieben. Der heutige Stand der Tec ... mehr

    Neuer KI-Algorithmus bestimmt chemische Struktur anhand der gewünschten Funktion

    Künstliche Intelligenz (KI) und Algorithmen für maschinelles Lernen werden heute routinemäßig verwendet, um unser Kaufverhalten vorherzusagen, Reiserouten vorzuschlagen oder Bilder und Gesichter zu erkennen. In der Forschung etabliert sich KI gerade als ein entscheidendes Instrument zur Unt ... mehr

    Lichtwellen mit intrinsischer Chiralität halten Spiegelmoleküle zuverlässig auseinander

    Licht bietet den schnellsten Weg, um rechts- und linkshändige chirale Moleküle zu unterscheiden, was für viele Anwendungen in Chemie und Biologie unerlässlich ist. Normales Licht spricht aber nur schwach auf die molekulare Händigkeit an. Forscher des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Opti ... mehr

  • Videos

    Science friction: Adhesion of complex shapes

    We investigate experimentally and numerically adhesion of contacts having complex shape. mehr

    Katalysatoren für die Umwandlung von Methan

    Methan ist Hauptbestandteil von Biogas und Erdgas. Bei der Erdölförderung werden Milliarden Kubikmeter Methan ungenutzt abgefackelt, weil oft wirtschaftliche Transportmöglichkeiten fehlen. Dieses Problem will der Berliner Exzellenzcluster „Unifying Concepts in Catalysis“ (UniCat) mit Hilfe ... mehr

  • q&more Artikel

    Wasser statt Mineralöl

    Grundlage vieler Medikamente sind Wirkstoffe aus chiralen Bausteinen. Für die chemische Herstellung sind teure Edelmetallkatalysatoren notwendig, die sich aufgrund ihrer thermischen Instabilität bei höheren Temperaturen zersetzen und daher nur einmal verwendet werden können. mehr

    David gegen Goliath

    Wo der Laie nur ekligen Schimmel sieht, offenbart sich beim Blick durch das Mikroskop eine ganz besondere Welt der Ästhetik. Ein ­filigranes Netzwerk aus lang gestreckten und verzweigten Pilz­hyphen durchsetzt das Substrat, Lufthyphen erobern den Luftraum und bilden farbige Sporen, mit dene ... mehr

  • Autoren

    Dr.-Ing. Henriette Nowothnick

    Jg. 1980, studierte Chemie an der Technischen Universität Berlin. Sie promovierte 2010 in der Arbeitsgruppe von Prof. R. Schomäcker über die Reaktionsführung der Suzuki-Kupplung in Mikro­emulsionen mit dem Ziel des Katalysator Re-using und der Produktisolierung. 2011 bis 2012 arbeitete sie ... mehr

    Dipl. Ing. Sonja Jost

    Jg. 1980, studierte Wirtschafts­ingenieurwesen / Technische Chemie an der Technischen Universität Berlin. Von 2006 bis 2011 erhielt sie verschiedene Forschungsstipendien im Bereich der homogenen chiralen Katalyse. 2011 bis 2012 war sie Projektleiterin eines Drittmittelprojekts zum Thema „Ka ... mehr

    Prof. Dr. Vera Meyer

    Vera Meyer, geb. 1970, studierte Biotechnologie an der Universität ­Sofia und der Technischen Universität Berlin, wo sie 2001 promovierte. Nach Forschungs- aufenthalten am Imperial College London und der Universität Leiden habilitierte sie 2008 an der Technischen Universität Berlin. Von 200 ... mehr