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Bisheriges Modell der Muscarin-Biosynthese korrigiert
Pünktlich zum Mai veröffentlichte ein Forschungsteam um Dirk Hoffmeister und Sebastian Dörner in Angewandte Chemie International Edition sein revidiertes Modell der Muscarin-Biosynthese. Erkenntnisse dieser Studie könnten weiterführend helfen, Pilzvergiftungen besser zu erkennen und zu behandeln.
Der Maipilz ist ein beliebter Speisepilz. Doch leider birgt das Sammeln auch eine Gefahr. Denn er kann leicht mit dem jungen Ziegelroten Risspilz verwechselt werden, was zu potentiell tödlichen Vergiftungen führen kann. Grund dafür ist das Pilzgift Muscarin, das im Ziegelroten Risspilz in hoher Konzentration vorhanden ist. Muscarin ist vor allem bekannt durch den Fliegenpilz, in dem es auch entdeckt wurde. Tatsächlich ist der Fliegenpilz zwar der bekannteste muscarinhaltige Pilz, jedoch nicht der gefährlichste, da er vergleichsweise wenig von diesem Pilzgift enthält, meint Dirk Hoffmeister. Er ist Professor an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und ist mit seiner Forschungsgruppe an das Leibniz-HKI assoziiert.
Unerwartete Ergebnisse
Ein weiterer Pilz mit hohem Muscaringehalt ist der Rinnigbereifte Trichterling (Collybia rivulosa). An diesem untersuchte Sebastian Dörner, Erstautor der Studie, das im Jahr 1977 aufgestellte Modell der Muscarinbiosynthese und musste feststellen, dass dieses so nicht haltbar ist. „Conrad Eugster hat mit den damals vorhandenen Methoden und instrumentellen Möglichkeiten bestimmt das Optimum herausgeholt, doch die Messtechniken hatten in den 1970er Jahren noch nicht die Präzision erreicht, die wir heute haben“, erklärt Hoffmeister. Eugster, Chemiker und Hochschullehrer an der Universität Zürich, dem die neue Arbeit gewidmet wurde, war dennoch ein bemerkenswerter Pionier auf diesem Gebiet.
„Wir hatten die Hypothese, das bisherige Modell zu bestätigen, um darauf aufzubauen und möglicherweise noch weitere Zwischenprodukte der Biosynthese zu finden“, berichtet Dörner. „Stattdessen musste alles revidiert werden“, ergänzt Hoffmeister. Die Wissenschaftler stellten fest, dass der Grundbaustein für die Biosynthese nicht, wie von Eugster angenommen, die Aminosäure Glutamin ist. Das bedeutete, dass die Forscher ein neues Modell entwickeln mussten. „Wir haben uns zunächst darauf konzentriert, wie die Biosynthese startet“, erläutert Dörner. Gefunden wurden zwei andere Aminosäuren, also Moleküle aus dem Grundstoffwechsel, aus denen auch Proteine aufgebaut sind. Den neuen Erkenntnissen zufolge initiiert eine dreifache Methylierung des L-Lysins die Biosynthese von Muscarin, später wird zusätzlich die Aminosäure L-Alanin benötigt.
Mit dem Wissen, wie die Biosynthese des Muscarins funktioniert, könnten künftig noch weitere Zwischenprodukte entdeckt werden. Zu prüfen wäre dann, ob diese ebenfalls toxisch sind oder auch pharmazeutisches Potential haben könnten. Zweifelsohne ist das Wissen um weitere Toxine für das Erkennen und Behandeln einer Pilzvergiftung unschätzbar.
Chance und Verantwortung
Erstaunlich ist, dass der größte Teil der wissenschaftlichen Literatur über das Muscarin auf Deutsch verfasst wurde, während sich das Englisch als Sprache in der Wissenschaft seit Jahrzehnten fest etabliert hat. Auch die Publikation von Eugster mit der nun korrigierten Fehlinterpretation zur Biosynthese von Muscarin, erschien in deutscher Sprache. „Damit ist der Personenkreis, der sich eine solche Publikation noch einmal zur Hand nimmt, recht überschaubar. Das war unsere Chance und auch Verantwortung, Fehler aufzudecken und zu korrigieren“, bemerkt Dörner.
Dabei ist es ein großer Schritt vom Bemerken von Widersprüchen in der Laborarbeit bis zum Anzweifeln der bisherigen These, betont Hoffmeister. „Man muss Mut haben, die Literatur in Zweifel zu ziehen und sich selbst zu vertrauen. Wenn ich etwas lese, dann reproduziere und es funktioniert nicht, suche ich den Fehler zuerst bei mir, bevor ich der Frage nachgehe, ob irgendetwas mit dem etablierten Wissen nicht in Ordnung ist.“
Die Arbeit entstand in Zusammenarbeit mit Christian Hertweck und seinem Team am Leibniz-HKI im Rahmen des Sonderforschungsbereiches ChemBioSys, der sich mit mikrobiellen Naturstoffen und deren Funktion beschäftigt. „Besonders bereichernd war die enge Vernetzung der beteiligten Gruppen im Sonderforschungsbereich“, betont Hoffmeister zum Abschluss."
Dirk Hoffmeister
+49 3641 9-49850
christine.steinbach@uni-jena.de
https://doi.org/10.1002/anie.7581705
Der Maipilz (Calocybe gambosa), links, lässt sich leicht mit dem jungen Ziegelroten Risspilz (Inocyb ...
Copyright: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calocybe_gambosa_080420wa.jpg / Andreas Kunze, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2
Der Rinningbereifte Trichterling (Clitocybe rivulosa) enthält große Mengen Muscarin und diente als M ...
Copyright: Andreas Kunze, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2007-08-29_Clitocybe_rivulosa.jpg
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Biologie, Chemie, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse, wissenschaftliche Weiterbildung
Deutsch
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