Forschende haben den fehlenden Schritt in der Biosynthese von Iridoiden aufgeklärt, einer Klasse pflanzlicher Sekundärstoffe mit medizinischer Relevanz. Ein Team des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena identifizierte in Zusammenarbeit mit der University of Georgia und internationalen Partnern ein Enzym in der Brechwurzel, das die Cyclisierung zu Nepetalactol katalysiert.

Iridoide, die in zahlreichen Pflanzen vorkommen, dienen der Abwehr und sind Vorläufer für Arzneistoffe wie das Krebsmittel Vinblastin oder Ipecacuanha-Alkaloide. Bisher war unklar, ob die Cyclisierung spontan oder enzymatisch abläuft. Frühere Enzyme produzierten nur geringe Mengen des Zielprodukts neben vielen Nebenprodukten.

Durch Analyse von Genexpressionsdaten aus einzelnen Zellen der Brechwurzel konnte die Suche auf wenige Kandidaten eingegrenzt werden. Tests in Pflanzen und Bakterien bestätigten die Aktivität eines Enzyms aus einer unerwarteten Klasse, das in allen iridoid-produzierenden Pflanzen vorkommt. Der genaue Reaktionsmechanismus und die evolutionäre Entwicklung bleiben Gegenstand weiterer Forschung.

Die Entdeckung eröffnet Möglichkeiten für die biotechnologische Herstellung von Iridoiden und abgeleiteten Krebswirkstoffen wie Vinblastin und Vincristin in Hefen oder anderen Organismen. Die Studie unter Leitung von Sarah O’Connor und Maite Colinas unterstreicht, dass Enzyme unerwartete Funktionen übernehmen können, die bioinformatisch schwer vorhersagbar sind.

Original Paper:

Discovery of iridoid cyclase completes the iridoid pathway in asterids | Nature Plants

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