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polyketiden

Polyketide sind eine große Klasse von Naturstoffen, die von Polyketid-Synthasen (PKS) synthetisiert werden. Sie zeichnen sich durch eine enorme chemische Vielfalt aus und kommen in Bakterien, Pilzen, Pflanzen und einigen Bodenorganismen vor. Polyketide dienen der Natur oft als Abwehrstoffe oder Signalmoleküle und umfassen Antibiotika, Antitumor- und Immunmodulatoren, Antiparasitika sowie Farbstoffe.

Sie entstehen durch wiederholte Knüpfung von Bausteinen, in der Regel Acyl-CoA-Derivate wie Acetyl-CoA, Malonyl-CoA oder Methylmalonyl-CoA.

Zu den bekanntesten Polyketiden gehören Erythromycin und Tetracyclin als Antibiotika, Daunorubicin/Doxorubicin als Antitumorwirkstoffe sowie das Immunosuppressivum

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Die
Elongation
erfolgt
in
Kondensationsreaktionen,
bei
denen
ein
Ketosynthase-Kern
(KS)
mit
einer
Acyltransferase
(AT)
und
einem
Trägerprotein
(ACP)
zusammenarbeiten.
Zusätzlich
können
Ketoreduktasen
(KR),
Dehydratasen
(DH),
Enoyl-Reduktasen
(ER)
sowie
Methyltransferasen
(MT)
auftreten.
Die
Kombination
dieser
Domänen
bestimmt
Struktur
und
Modifikationen
des
Polyketids.
PKS-Typen
umfassen
Typ
I
modulare
PKS
(mehrgliedrige
Baugruppen),
Typ
I
iterative
PKS
(
dieselben
Domänen
werden
mehrfach
verwendet),
Typ
II
PKS
(diskrete,
meist
einzelne
Enzymkomplexe)
sowie
Typ
III
PKS,
Chalcone-Synthase-ähnliche
Enzyme,
die
häufig
in
Pflanzen
vorkommen.
Rapamycin.
Polyketide
sind
zudem
zentrale
Ziele
der
synthetischen
Biologie:
durch
Genome-Mining,
Domänen-Swapping
und
heterologe
Expressionssysteme
lassen
sich
neue
Polyketide
erzeugen
oder
bestehende
optimieren.
Die
Forschung
zu
PKS
bietet
Einblicke
in
evolutionäre
Enzymarchitekturen
und
eröffnet
Möglichkeiten
für
die
Entwicklung
neuer
Medikamente.