Sekundärmetabolite aus Pilzen – Funktionen und Anwendungen

Abstract

Über zehn Millionen Pilzarten[1] besiedeln eine große Vielzahl an Substraten in aquatischen und terrestrischen Lebensräumen und verfügen daher über einen überaus reichen Primär- und Sekundärstoffwechsel. Während der Primärstoffwechsel schon früh für die Herstellung von Lebensmitteln benutzt wurde, hat die Verwendung von Sekundärmetaboliten ihren Ursprung vor allem in ihrem Gebrauch bei Kulthandlungen. Die verbreitete Anwendung von Wirkstoffen aus dem Sekundärmetabolismus erfolgte erst nach der Entdeckung des Penicillins durch Fleming 1928. Noch heute stammen wichtige Medikamente zur Behandlung von bakteriellen Infektionen aus der Stoffklasse der ß-Lactame. Daneben zählen zu den in der Humanmedizin eingesetzten Pilzprodukten heute Claviceps-Alkaloide, Griseofulvin, Fusidinsäure, Cyclosporin, Compactin/Mevinsäure und deren synthetische Analoga und Derivate. Neu auf dem Markt sind Echinocandine, Inhibitoren der Zellwandbiosynthese von Pilzen, die auf Glucansynthasen wirken[Übersicht s. 2]. Im Bereich des Pflanzenschutzes wurden nach dem Vorbild der Strobilurine[3] synthetisierte Verbindungen zu bedeutenden Fungiziden entwickelt[4]. Insgesamt ist jedoch der Anteil der nutzbaren Verbindungen im Verhältnis zur Gesamtzahl der Pilz-Sekundärmetabolite (über 3.000) verschwindend gering. Während der Nutzen von Sekundärmetaboliten für uns unzweifelhaft ist, gibt es vergleichsweise wenige Anhaltspunkte für mögliche Funktionen des Sekundärstoffwechsels und seiner Metabolite für die produzierenden Pilze. Dies führte dazu, dass nach Aharonowitz und Demain[5] Sekundärmetabolite definiert wurden als Verbindungen, die für das Wachstum der Produzenten nicht essentiell sind und keine offenkundige Funktion für die Produzenten haben. Heute werden eine Funktion in der Verteidigung gegen Organismen, die um dasselbe Substrat oder Habitat konkurrieren, oder eine Rolle bei symbiontischen oder parasitischen Wechselbeziehungen diskutiert. Probleme bei Erklärungsversuchen bereiten vor allen die zahlreichen Verbindungen, für die bisher keine biologischen Aktivitäten bekannt sind. Möglicherweise haben sie eine Funktion in der Evolution neuer Stoffwechselwege[6,7]. Zwei Beispiele, die in unserem Arbeitskreis untersucht werden, beleuchten einige Aspekte zu möglichen Funktionen von Sekundärmetaboliten.

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