Forschung

Biosynthese pflanzlicher Sekundärstoffe

Pflanzen produzieren zahlreiche Naturstoffe unterschiedlichster Struktur, die verschiedene Funktionen im Zusammenspiel der Pflanze mit ihrer Umwelt besitzen. Viele dieser sogenannten Sekundärstoffe besitzen zudem ausgeprägte pharmakologische Wirkungen und werden daher in Form eines Extrakts oder als Reinsubstanz zur Therapie von Krankheiten eingesetzt.

Das Ziel unserer Arbeitsgruppe ist die Aufklärung der Biosynthese bestimmter pflanzlicher Sekundärstoffe, um eine Grundlage für die biotechnologische Herstellung dieser Naturstoffe schaffen.

Naphthylisochinolin-Alkaloide aus tropischen Lianen

Naphthylisochinolin-Alkaloide kommen nur in den Familien der Ancistrocladaceae und Dioncophyllaceae vor. Bei diesen Pflanzen handelt es sich um tropische Lianen, die zum Klettern Haken nutzen, die sich an ihren Blättern oder Ästen befinden. Ihre charakteristischen Inhaltsstoffe, die Naphthylisochinolin-Alkaloide, zeigen vielversprechende Wirkungen gegen Malaria, Leishmaniose und Schlafkrankheit.

Ziel dieses Projektes ist es, die Biosynthese der Naphthylisochinolin-Alkaloide auf der DNA- und Protein-Ebene aufzuklären und die gewonnenen Erkenntnisse zur biotechnologischen Produktion dieser Naturstoffe zu nutzen.

Kooperationspartner: Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Gerhard Bringmann
(Lehrstuhl für Organische Chemie I, Julius-Maximilians-Universität Würzburg) 

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Biosynthese von Naphthochinonen

Naphthochinone haben antimikrobielle Wirkungen und werden von bestimmten Pflanzen zum Schutz vor Schädlingsbefall und Fraßfeinden produziert. Zudem haben manche Naphthochinone, z. B. Juglon aus dem Walnussbaum, allelopathische Eigenschaften, d.h. sie hemmen die Keimung anderer Pflanzen. Pflanzliche Naphthochinone können aus verschiedenen Vorstufen hergestellt werden. Im vorliegenden Projekt soll die Biosynthese der Acetat-abgeleiteten Naphthochinone in fleischfressenden Pflanzen wie dem Taublatt (Drosophyllum lusitanicum) und Kannenpflanzen der Gattung Nepenthes erforscht werden.

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Pflanzliche in-vitro-Kulturen

Pflanzliche in-vitro-Kulturen wachsen unter sterilen Bedingungen auf Medien, die Mikro- und Makronährstoffe, Zucker und evtl. Hormone enthalten. Ein Vorteil der in-vitro-Kultur ist, dass das Pflanzenmaterial unabhängig von den Jahreszeiten verfügbar ist und gleichförmigeren Wachstumsbedingungen ausgesetzt ist als Pflanzen, die im Gewächshaus oder im Freiland wachsen.
Pflanzliche in-vitro-Kulturen können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden:
- biotechnologische Produktion von Sekundärstoffen
- Erforschung von Biosynthesewegen
- Herstellung gentechnisch modifizierter Pflanzen

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Westafrikanische Arzneipflanzen mit entzündungshemmender Wirkung

Im Rahmen dieses Projekts werden Arzneipflanzen mit entzündungshemmender und schmerzstillender Wirkung aus der traditionellen Medizin Bénins (Westafrika) untersucht. Dabei sollen einerseits die Hauptinhaltsstoffe ermittelt werden. Andererseits werden durch Bioassays die wirksamkeitsbestimmenden Inhaltsstoffe identifiziert. Auch unter dem toxikologischen Aspekt müssen die Pflanzenauszüge und Inhaltsstoffe getestet werden, um eine sichere Anwendung zu gewährleisten. Das Ziel des Projekts ist, die bislang nur wenig erforschten Arzneipflanzen besser zu charakterisieren und somit eine wissenschaftliche Grundlage für die traditionelle Anwendung zu schaffen. Das Projekt erfolgt in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der IRGIB-Africa University (Cotonou, Benin).

Kooperationspartner:

  • Prof. Virgile Ahyi, Prof. Dr. Zachary Vissiennon (IRGIB-Africa University, Cotonou)
  • Dr. Cica Vissiennon (Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Universität Leipzig
letzte Änderung: 03.05.2017