Sesquiterpenlactone: Faszinierende Naturstoffe einmal rundum beleuchtet.
IPB-Wissenschaftler haben jüngst gemeinsam mit Partnern aus Holland und Kanada einen Review zu Sesquiterpenlactonen (STL) verfasst, in dem sie die Biosynthese, Regulation und Signalfunktion dieser besonderen Naturstoffe sehr umfänglich behandeln. Sesquiterpenlactone sind meist bitter schmeckende Pflanzenstoffe mit einem Grundgerüst aus 15 Kohlenstoffatomen, die sich durch ihren charakteristischen Lactonring auszeichnen. Man kennt bisher etwa 5000 STL; die meisten von ihnen sind in Korbblütengewächsen zu finden. Die große strukturelle Vielfalt der STL macht diese Stoffgruppe zu einem idealen Ziel für chemosystematische und ökologische Untersuchungen. Viele STL sind biologisch aktiv. Sie verfügen über antibiotische, antitumorale und antiinflammatorische Eigenschaften. Für Pflanzen fungieren die STL vor allem als Abwehrstoffe gegen Fraßfeinde und Mikroorganismen. Für den Menschen rückt diese Stoffgruppe aufgrund ihrer vielfältigen Wirkungen zunehmend in den Fokus der pharmazeutisch nutzbaren Substanzen. So gehört beispielsweise der Malariawirkstoff Artemisinin aus dem Beifuß (Artemisia annua) zur Stoffgruppe der Sesquiterpenlactone.
In den letzten Jahren hat die Datenmenge über STL-Strukturen, Biosynthesegene, Transkriptom- und Genomsequenzen von STL-produzierenden Pflanzen und auch über die biologischen Aktivitäten der untersuchten Verbindungen drastisch zugenommen. In ihrem Übersichtsartikel beleuchten die Autoren nun einige wichtige Aspekte, über die bisher noch nicht detailliert berichtet wurde. Besonders ausführlich wird auf die Biosynthese der STL eingegangen, bei deren Abhandlung die Hallenser Wissenschaftler nicht nur die reinen Stoffwechselwege thematisieren, sondern auch sehr viel Wissen über die beteiligten Enzyme und deren Regulation zusammentragen. Umfassend behandelt wird auch das Thema der Speicherung der STL, die aufgrund ihrer biologischen Aktivität oft in speziellen Organen, wie Ölkörpern, Harzkanälen, glandulären Trichomen und Milchsaftröhren angereichert werden. Abschließend erfolgt der Blick in die nicht allzu ferne Zukunft der großartigen Möglichkeiten der Genom-Editierung auf diesem Gebiet und der daraus resultierende Erkenntnisgewinn für die Pflanzenforschung. Ein besseres Verständnis der Regulierung, Kompartimentierung und Evolution der STL-Biosynthese wird dazu beitragen, diese zentralen Aspekte auch bei anderen Stoffklassen des pflanzlichen Sekundärstoffwechsels besser zu verstehen, so das Fazit der Autoren.
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