Ein deutsch-?sterreichisches Team unter Leitung der Friedrich-Schiller-Universit?t Jena und des Leibniz-HKI konnte erstmals biochemisch zeigen, dass verschiedene Pilzarten auf unterschiedlichen Wegen denselben bewusstseinsver?ndernden Wirkstoff Psilocybin herstellen. Sowohl Kahlk?pfe der Gattung Psilocybe als auch Risspilze der Gattung Inocybe stellen diese Substanz her, nutzen für diesen Vorgang aber ganz unterschiedliche Enzyme und Reaktionsfolgen. Die Ergebnisse wurden im renommierten Fachjournal Angewandte Chemie 欧洲杯投注地址_明升体育-竞彩足球比分推荐 Edition ver?ffentlicht.

?Es geht um die Biosynthese eines Moleküls, das eine sehr lange Verbindung mit dem Menschen hat?, erkl?rt Prof. Dirk Hoffmeister, Leiter der Forschungsgruppe Pharmazeutische Mikrobiologie an der Friedrich-Schiller-Universit?t Jena und dem Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Leibniz-HKI). ?Gemeint ist Psilocybin, eine Substanz aus den sogenannten ?Zauberpilzen?,?die unser K?rper in Psilocin umwandelt – diese Verbindung kann das Bewusstsein tiefgreifend ver?ndern. Psilocybin l?st aber nicht nur psychedelische Erfahrungen aus, sondern gilt auch als vielversprechender Wirkstoff bei therapieresistenten Depressionen?, so Hoffmeister.

Zwei Wege, ein Molekül

Die Studie, die im Kontext des Exzellenzclusters ?Balance of the Microverse‘ entstanden ist, zeigt erstmals, dass Pilze die F?higkeit zur Herstellung von Psilocybin mindestens zweimal unabh?ngig voneinander entwickelt haben. W?hrend Psilocybe-Arten dafür einen bekannten Enzym-Werkzeugkasten nutzen, bedienen sich Risspilze eines v?llig anderen biochemischen Arsenals – und gelangen doch zum gleichen Molekül. Dieser Befund gilt als Beispiel für konvergente Evolution: Unterschiedliche Arten haben ein ?hnliches Merkmal unabh?ngig voneinander hervorgebracht, allerdings sind die ?Zauberpilze? dabei ihre ganz eigenen Wege gegangen.

Spurensuche im Pilz-Erbgut

Tim Sch?fer, Erstautor der Studie und Doktorand in Hoffmeisters Team, erkl?rt: ?Es war, als ob man in zwei unterschiedliche Werkst?tten schaut, die aber beide am Ende das gleiche Produkt ausliefern. In den Risspilzen fanden wir ein eigenes Set an Enzymen, die nichts mit denen aus Psilocybe-Kahlk?pfen zu tun haben. Trotzdem katalysieren sie die Schritte, die n?tig sind, um Psilocybin zu bilden.?

Die Forschenden analysierten die Enzyme im Labor. Proteinmodelle des Innsbrucker Chemikers Bernhard Rupp best?tigten, dass sich die Reihenfolge der Reaktionen von der in Psilocybe bekannten deutlich unterscheidet. ?Hier hat die Natur denselben Wirkstoff tats?chlich zweimal erfunden?, sagt Sch?fer.

Warum allerdings zwei so unterschiedliche Pilzgruppen denselben Wirkstoff herstellen, ist nach wie vor offen. ?Die wahre Antwort ist: Wir wissen es nicht?, betont Hoffmeister. ?Die Natur macht nichts ohne Grund. Es muss also einen Vorteil geben, dass sowohl Risspilze im Wald als auch Psilocybe-Arten auf Dung oder Holzmulch dieses Molekül produzieren – wir kennen ihn nur noch nicht.?

?Ein m?glicher Grund k?nnte darin liegen, dass Psilocybin Fressfeinde abschrecken soll. Schon kleinste Verletzungen lassen Psilocybe-Pilze durch eine chemische Kettenreaktion blau anlaufen, wobei Abbauprodukte des Psilocybins sichtbar werden. Vielleicht ist das Molekül eine Art chemischer Verteidigungsmechanismus?, so Hoffmeister.

Mehr Werkzeuge für die Biotechnologie

Obwohl noch unklar ist, warum verschiedene Pilze am Ende ein und dasselbe Molekül produzieren, ist die Entdeckung dennoch praktisch: ?Dadurch, dass wir nun weitere Enzyme kennen, haben wir mehr Werkzeuge in der Kiste für die biotechnologische Herstellung von Psilocybin?, erkl?rt Hoffmeister.

Auch Sch?fer blickt nach vorn: ?Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse dazu beitragen, Psilocybin für die Pharmazie künftig in Bioreaktoren zu produzieren, ohne dabei auf komplexe chemische Synthesen angewiesen zu sein.? Am Leibniz-HKI in Jena arbeitet Hoffmeisters Team dabei eng mit dem BiotechnikumExterner Link zusammen, das Verfahren entwickelt, Naturstoffe wie Psilocybin in industrie?hnlichen Ma?st?ben herzustellen.

Gleichzeitig liefert die Studie spannende Einblicke in die Vielfalt chemischer Strategien von Pilzen und deren Wechselwirkungen mit ihrer Umwelt. Damit greift sie zentrale Fragestellungen des Sonderforschungsbereichs ChemBioSysExterner Link sowie des Exzellenzclusters ?Balance of the MicroverseExterner Link‘ an der Friedrich-Schiller-Universit?t Jena auf, in deren Rahmen die Arbeit entstanden ist und unter anderem durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gef?rdert wurde. W?hrend der SFB ChemBioSys erforscht, wie Naturstoffe biologische Gemeinschaften pr?gen, widmet sich der Exzellenzcluster den komplexen Dynamiken von Mikroorganismen und ihrer Umwelt.