20.03.2017

Mit Bierhefe Fettsäuren brauen

© monropic / Fotolia

(kib) Kurzkettige Fettsäuren sind wertvolle Bestandteile von Kosmetika, pharmazeutischen Wirkstoffen, antimikrobiellen Substanzen, Aromastoffen oder Seifen. Nun ist es Forschern der Goethe-Universität Frankfurt gelungen, solche Fettsäuren mithilfe von Hefen einfach und in großen Mengen aus Zucker oder zuckerhaltigen Abfällen herzustellen. Sie nutzen dazu einen dem Bierbrauen ähnlichen Prozess.

Die von Pflanzen und Tieren produzierten Fettsäuren bestehen zu einem großen Anteil aus Ketten von 18 Kohlenstoffatomen. Sie sind also länger als die gewünschten kurzkettigen Verbindungen. In lebenden Zellen stellen große Proteinkomplexe, die Fettsäurensynthasen, Fettsäuren her. Dabei fügen sie 9 Bausteine aus jeweils 2 Kohlenstoffatomen in einem Prozess aus 8 Zyklen zusammen.

Mit diesem Wissen im Hintergrund, haben die Forscher zunächst untersucht, wie die Fettsäurensynthase Zyklen zählt, um zu entscheiden, wann die Kette fertig ist. Gefunden haben sie eine Art Lineal, das die Länge der Fettsäure misst. Dieses Lineal veränderten sie so, dass die Fettsäurensynthase sich vermisst und kürzere Ketten frei setzt. Das alles geschah zunächst am Computer und im Reagenzglas.

In einem anschließenden Versuch, setzten die Forscher die veränderte Fettsäurensynthasen in Hefen ein. Diese Hefen schieden auf einmal die kurzkettigen Fettsäuren in beachtlichen Mengen aus, berichten die Forscher. Damit können nun, wie beim Bierbrauen, anstelle von Alkohol die wertvollen kurzkettigen Fettsäuren produziert werden.

Fettsauren

Mit einer modifizierten Fettsäurensynthase (schematisch dargestellt durch ihre synthetischen Eigenschaften innerhalb der blauen Box) kann man eine Hefezelle dazu bringen, kurzkettige Fettsäuren zu produzieren. Die Synthese ist mit einem mehrstufigen Industrieprozess vergleichbar. Durch gezielte Veränderungen der natürlichen Synthese werden Teilprozesse beschleunigt oder verlangsamt (grüne und rote Pfeile), sodass vorzeitig kurzkettige Fettsäuren abgespalten werden. ((c)Eckhard Boles, Martin Grininger) 

Die Wissenschaftler wollen nun durch ähnliche Veränderungen an anderen großen Enzymkomplexen, den Polyketidsynthasen, weitere neuartige Moleküle für die chemische und pharmazeutische Industrie synthetisieren, die sonst nur schwer zugänglich sind.

Quelle: IDW


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