Die Biosynthese des Vitamin B₆ und des Gingotoxins als Beispiel einer Konvergenz

Abstract

Mit den Ergebnissen zur Biosynthese des Vitamin B6 in verschiedenen Organismen haben sich in den letzten Jahren zahlreiche neue Aspekte eröffnet. Ging man zuvor davon aus, alle zur Biosynthese befähigten Organismen synthetisierten diese Stoffe auf die gleiche Weise, wissen wir heute, daß es zumindest zwei unterschiedliche Bio-synthesewege in der Natur gibt. Diese sollten sich sowohl in ihren genetischen Grund-lagen als auch in ihrer Biochemie grundsätzlich unterscheiden. <br /> Zahlreiche Argumente sprechen dafür, daß Ginkgo biloba zu der Gruppe von Or-ganismen zählt, die die Biosynthese auf eine andere als der bisher aus dem Entero-bakterium Escherichia coli bekannten Weise durchführt. Zur Aufklärung dieses neuen Syntheseweges fehlen noch zahlreiche Informationen: Mit Sicherheit kann zunächst die Beteiligung des sor(pdx1)-Genes bestätigt werden; die Funktion des Genproduktes ist noch unklar. <br /> Im Rahmen dieser Arbeit ist es gelungen, ein Gen aus der Pflanze Ginkgo biloba -Ginkgoaceae - zu klonieren, dessen Sequenz große Homologie zu den bekannten sor/pdx1-Genen aufweist. Es konnte sowohl in einem prokaryontischen als auch eu-karyontischen Wirt exprimiert werden; es gelang, das aus der prokaryontischen Ex-pression erhaltene Protein, teilweise zu reinigen. Es steht für den Einsatz im zellfreien System nach Fiehe (1999) zur Verfügung. <br /> In verschiedenen Organismen wird mit dem sor-Gen das sno-Gen koreguliert; die Annahme einer Amidotransferase-Aktivität für dessen Genprodukt bleibt zur Zeit noch hypothetisch und bedarf weiterer Untersuchungen. Ferner ist noch nicht abschließend geklärt, ob weitere Gene für Enzyme dieses Stoffwechselweges kodieren. <br /> Die Biochemie dieses alternativen Vitamin B6-Syntheseweges ist weitgehend uner-forscht. Zwar haben Spenser und Mitarbeiter Hinweise darauf, daß eine Pentose zur Bildung des Pyridinringes beträgt, doch sind noch weitere Kohlenstoffeinheiten zum Aufbau des Grundgerüstes nötig. Ebenso sind die beteiligten Enzyme, sofern sie be-kannt sind, uncharakterisiert.