Bacteriën kunnen zichzelf beschermen tegen de aanval van vrije radicalen met behulp van specifieke natuurlijke producten in hun membranen. De biosynthese van een van de meest voorkomende beschermende pigmenten die ook interessant zou kunnen zijn voor de medische en cosmetische industrie, is nu ontdekt door onderzoekers van de Goethe Universiteit en de TU München.

Arylpolyenen zijn gele pigmenten die worden geproduceerd door bacteriën die in zeer uiteenlopende omgevingen leven, zoals aarde, de menselijke darmen of andere ecologische niches. Ingebed in het membraan van de bacteriën, ze dienen als bescherming tegen oxidatieve stress of reactieve zuurstofsoorten. Dit laatste kan de cellen beschadigen zodra het de bacteriecel binnenkomt.

Hoewel eerder bekend was welke eiwitten verantwoordelijk waren voor de vorming van arylpolyenen, het was onduidelijk hoe ze de gele pigmenten produceerden. De onderzoeksgroep Molecular Biotechnology onder leiding van professor Helge Bode (Goethe University Frankfurt), in samenwerking met de onderzoeksgroep onder leiding van assistent-professor Nina Morgner (faculteit scheikunde aan de Goethe-universiteit) en professor Michael Groll (technische universiteit van München), was in staat om de biosynthese van arylpolyenen in de reageerbuis te reconstrueren en zo de functie van individuele biosynthesestappen op te helderen.

"De anti-oxidatieve eigenschappen van arylpolyenen zijn vergelijkbaar met die van carotenoïden, maar worden totaal anders geproduceerd, " zegt Gina Grammbitter, die dit systeem onderzocht als onderdeel van haar promotiewerk. "De biosynthese ervan lijkt erg op de vorming van vetzuren, maar vertoont ook onverwachte verschillen, ", voegt Nina Morgner toe. "Samen met de groep van Michael Groll, we waren in staat om ongebruikelijke complexen van de betrokken eiwitten te identificeren en hun structuur te bepalen."

Zoals de onderzoekers aantonen in het huidige nummer van de Tijdschrift van de American Chemical Society , arylpolyenen worden geproduceerd via een nieuwe biosyntheseroute en bevinden zich vermoedelijk direct in het membraan van de bacteriën. Echter, arylpolyenen zijn slechts een onderdeel van een veel groter natuurproduct:"Wat nog ontbreekt, is de vorming en structuur van deze algehele structuur, " legt Gina Grammbitter uit, die momenteel aan precies dit probleem werkt.

Onderzoek op dit gebied gaat door. De volgende stap is het onderzoeken van de interactie van de individuele enzymen en de rol van arylpolyenen, bijv. in het microbioom van de mens. Vanwege hun anti-oxidatie-eigenschappen, arylpolyenen kunnen ook interessant zijn voor de cosmetische industrie.