Pflanzen fürs Herz

us | Cardenolide sind besser bekannt als herzwirksame Glykoside: Ein Steroidgerüst gebunden an drei Zuckerreste und ein Aglycon. Beispiele sind die im Fingerhut vorkommenden Stoffe Digoxin und Digitoxin. Sie wirken positiv inotrop und negativ chronotrop auf den Herzmuskel, steigern also seine Schlagkraft und senken die Herzfrequenz. Wie genau Pflanzen solche recht komplexen Moleküle bilden, ist nicht vollständig aufgeklärt. Besonders der Syntheseschritt vom Sterolvorläufer zum Pregnenolon gab Forschern Rätsel auf. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena sind diesem Rätsel nun auf die Spur gekommen. Entscheidend dabei sind Enzyme der Cytochrom-P450-Familie, genauer gesagt CYP87A, deren Funktion bisher unbekannt war. Auch in Säugern wird die Bildung von Pregnenolon aus Cholesterol durch ein CYP katalysiert, der Verdacht lag also nahe. Die Max-Planck-Forscher wählten 13 CYP-Kandidaten aus, die in den Blättern des Roten Fingerhuts gebildet werden und klonten sie in Tabakpflanzen. Deren Extrakte analysierten sie dann auf den Pregnenolon-Gehalt. Die Anwesenheit von CYP87A106 und CYP87A103 erhöhte den Pregnenolon-Gehalt der Blätter deutlich, während die Konzentration der Vorläufer Cholesterol, Campesterol und β-Sitosterol sank. Auch wenn die entsprechenden Gene in Sterol-produzierende Hefen oder die Acker-Schmalwand übertragen wurden, begannen diese Organismen Pregnenolon zu produzieren. Umgekehrt führte eine Stilllegung des Gens im Fingerhut zum Erliegen der Pregnenolon-Produktion der Pflanze. Damit ist jedoch nur ein Schritt in dem langen Biosyntheseweg der herzwirksamen Glykoside aufgeklärt. Weitere Enzyme, die etwa die Kopplung der drei Zuckerreste katalysieren, warten auf ihre Entdeckung. |