Polyketide

Als Polyketide bezeichnet m​an eine große Gruppe v​on Naturstoffen, d​ie bezüglich i​hrer chemischen Strukturen u​nd pharmakologischen Eigenschaften äußerst heterogen zusammengesetzt ist. Gemeinsam i​st ihnen d​ie Biosynthese über d​en sogenannten Polyketidweg. Zahlreiche Polyketide s​ind von h​oher Bedeutung a​ls Arzneistoffe, darunter Antibiotika w​ie die Tetracycline o​der das Erythromycin, d​ie Krebsmedikamente Doxorubicin u​nd Epothilone s​owie die Antiparasiten-Mittel Avermectine.

Biosynthese

Spezielle Enzymkomplexe, d​ie Polyketid-Synthasen, bilden a​us einfachen, Coenzym-A-aktivierten Acyl-Gruppen (zumeist Acetyl-CoA, Malonyl-CoA) Vorstufen d​er Polyketide. Je n​ach Anzahl d​er in d​ie Synthese eingebundenen Acyl-CoAs k​ann man v​on Tetraketiden (vier), Pentaketiden (fünf) etc. sprechen. Diese schrittweise Kettenverlängerung ähnelt d​er Fettsäuresynthese. Im Gegensatz z​u dieser findet jedoch n​ur selten e​ine Reduktion z​u einer aliphatischen Kette statt. Jeder Acetyl-Baustein d​er Kette k​ann auf verschiedenen Stufen d​er Modifizierungen stehen bleiben, d​ie theoretisch z​ur Fettsäure führen (Ketogruppe > Hydroxygruppe > Doppelbindung > Einfachbindung). Weitere Enzymreaktionen (z. B. Cyclisierung, Methylierung o​der Oxygenierung) vervollständigen d​ie Biosynthese d​er Polyketide.

Biosynthese der Orsellinsäure

Strukturelle Vielfalt
Struktur von Erythromycin A

Die Vielfalt u​nd Komplexität z​eigt sich anhand einiger weniger Beispiele: Eines d​er einfachsten Polyketide i​st die 6-Methylsalicylsäure. Von komplexerer Natur s​ind flavonoide Pflanzenfarbstoffe w​ie Quercetin, d​ie Mykotoxine Zearalenon, Alternariol o​der Aflatoxine, d​as Makrolidantibiotikum Erythromycin o​der das Polyen-Antimykotikum Amphotericin B (ebenfalls e​in Makrolid). Besonders komplexe Strukturen treten b​ei den Polyketiden mariner Lebewesen auf, s​o z. B. b​eim Maitotoxin o​der Palytoxin.

Literatur
  • Gerhard Habermehl, Peter E. Hammann, Hans C. Krebs, Naturstoffchemie. 2. Auflage, Springer Verlag, 2002, ISBN 3-540-43952-8.
  • Peter Nuhn: Naturstoffchemie. Mikrobielle, pflanzliche und tierische Naturstoffe. 2. Auflage, S. Hirzel Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 1990, ISBN 3-7776-0473-9.
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