Posted 2023-03-18

Steroide und Biologie

Es ist aber nicht so, wie Sie denken. Wir sprechen über Pilze, die von Menschen nicht gegessen werden sollten, und über bioaktive Moleküle, die zur Herstellung von Steroiden verwendet werden könnten.

Steroidpräparate haben sehr starke Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Dazu gehören Gallensäuren, Vitamin D3, Sexualhormone, Hormone, die den Stoffwechsel von Mineralien und Wasser steuern, sowie Chemikalien, die Entzündungsreaktionen hervorrufen und Signalwirkung haben. Das Sexualhormon Testosteron, das Signalhormon Prasteron und die Vorstufe anderer Steroide, Androstadiendion, können dank der Fortschritte in der Biologie heute aus Pflanzenmaterial gewonnen werden. Diese Moleküle können mit minimalen Veränderungen zur Herstellung einer Vielzahl verschiedener nützlicher Steroide verwendet werden.
 

Ein Sprung in die Wissenschaft

Die meisten physiologisch aktiven Verbindungen enthalten eine Achse oder einen flachen Ring, der sich in unmittelbarer Nähe zu bedeutenden Seitengruppen befindet. Die Position und die räumliche Ausrichtung der vier Kohlenstoffringe und der Substituenten, aus denen die Steroide bestehen, bestimmen die besondere biologische Wirkung der einzelnen Substanzen. Mit anderen Worten: Die Fähigkeit einer Substanz, sich an ein bestimmtes Rezeptorprotein zu binden und eine Kette biologischer Prozesse in Gang zu setzen, hängt von der Position und der Ausrichtung dieser Gruppen in Bezug auf das starre Skelett ab. Die Fähigkeit, Moleküle gezielt zu verändern und bestimmte Fragmente in die richtige Richtung zu drehen, ist der größte Vorteil der Verwendung lebender Zellen bei der Arzneimittelherstellung.

Ein Pilzstamm der Gattung Drechslera ist in der Lage, Steroidverbindungen wie Androstadiendion, Testosteron und Prasteron zu verändern, so die Mikrobiologen des Pushchino Scientific Center for Biological Research (Pushchino). Vor allem zwei Pilzenzyme erregten die Aufmerksamkeit der Forscher: Das erste stellt die Ketongruppe (=O) an einer genau definierten Position (C17) wieder her, und das zweite kann die Hydroxylgruppe (-OH) an einer anderen, ebenfalls festen Position (C7) anbringen, die sich jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des Rückgrats befindet. Die Nebenprodukte des zweiten Enzyms werden als C7- und C7-Hydroxysteroide bezeichnet, wobei die Wissenschaftler davon ausgehen, dass die Struktur des ursprünglichen Steroidsubstrats bestimmt, ob das Verhältnis der Endprodukte eine Hydroxylgruppe in - oder -Stellung aufweist.
 

Ist das ein neuer Durchbruch?

In der Literatur wurden bereits früher Pilzenzyme beschrieben, die hauptsächlich 7-Hydroxysteroide erzeugen. So entdeckten polnische Biologen ein solches Enzym in dem bienenfeindlichen Waldpilz Beauveria caledonica. Drechslera, die Gattung der Schimmelpilze, die in dieser Studie verwendet wurde, ist nicht nur wegen ihrer einfachen Kultivierung im Labor interessant. Der Grad seiner besonderen 7-Hydroxylase-Aktivität übertrifft derzeit den aller Analoga. Auch die Möglichkeit, die Enzymaktivität zu regulieren, spricht für die Verwendung dieser spezifischen Pilze: So kann beispielsweise durch die gleichzeitige Zugabe des Steroidsubstrats und des Myzels zum Medium für die Weiterkultur die Fraktion der Produkte mit einer bestimmten Position der Hydroxylgruppe verbessert werden. Die Reduktion der 17-Keto-Gruppe wird bevorzugt gefördert, wenn das Substrat zu einem reifen Mycelium hinzugefügt wird.
 

Kommentare der Experten

Laut dem leitenden Wissenschaftler: "Die erzielten Ergebnisse eröffnen ein Potenzial für die biotechnologische Herstellung wichtiger steroidaler Chemikalien. Zukünftige Arbeiten werden sich darauf konzentrieren, das Gen für eine neuartige Steroidhydroxylase zu finden und die Bakterien anzuweisen, diese in großen Mengen zu produzieren. Die Herstellung von Steroidmedikamenten zur Behandlung verschiedener Krankheiten wird dank weniger eifriger Mikrobenstämme erschwinglicher sein", so Wjatscheslaw Kollerow, Erstautor und promovierter Biologe am Labor für mikrobiologische Transformation organischer Verbindungen (MTOS) des IBFM RAS.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von Pilzen zur Erzeugung bioaktiver Verbindungen für die Synthese von Steroiden ein potenzielles Forschungsgebiet darstellt. Im Gegensatz zur herkömmlichen chemischen Synthese hat die Verwendung lebender Zellen zur gezielten Veränderung von Molekülen viele Vorteile. Ein wichtiger Fortschritt in diesem Bereich ist die Identifizierung von zwei Pilzenzymen, die Steroidmoleküle präzise verändern können, was den Weg für die biotechnologische Produktion von bedeutenden Steroidstoffen ebnet. Dies könnte dazu führen, dass in Zukunft leichter verfügbare und kostengünstigere Steroidmedikamente zur Behandlung einer Reihe von Krankheiten zur Verfügung stehen. Die pharmazeutische Industrie sowie das Leben derjenigen, die auf Steroidmedikamente angewiesen sind, könnten durch diesen faszinierenden Durchbruch erheblich beeinflusst werden. Es dauert jedoch eine gewisse Zeit, bis solche Forschungen signifikante Ergebnisse liefern, die in der Produktion angewendet werden können. Ab sofort werden die Athleten, die auf der Jagd nach signifikanten Bodybuilding-Ergebnissen sind, Steroide der alten Schule verwenden, die jahrzehntelang getestet wurden und ihre Effizienz bewiesen haben. Hilma Biocare, Beligas pharmaceuticals, Euro-pharmacies und Somatrop-lab sind einer der anerkanntesten Hersteller, die von vielen Fachleuten auf diesem Gebiet anerkannt sind. Sie bieten nur qualitativ hochwertige Produkte an, die auf die besten und schnellsten Ergebnisse abzielen, die Athleten anstreben. Außerdem ist es wichtig, Steroide nur von zugelassenen Lieferanten zu kaufen, um gefälschte Produkte zu vermeiden und echte Produkte zu erhalten, die sicher zu verwenden sind. Sie sind in der Lage, die genannten Informationen auf der Website des Herstellers zu überprüfen.