Kynurischer Melatonin-Metabolismus in einfachen Testsystemen: Untersuchungen an der Hefe Saccharomyces cerevisiae

Mirko Krotzky

2008年2月 · GRIN Verlag

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Examensarbeit aus dem Jahr 2007 im Fachbereich Biologie - Zoologie, Note: 1,0, Georg-August-Universität Göttingen (Johann-Friedrich-Blumenbach-Institut für Zoologie & Anthropologie), Sprache: Deutsch, Abstract: Melatonin war seit seiner Entdeckung als Neurohormon immer wieder Gegenstand zahlreicher Untersuchungen in Bezug auf seine Funktion, Struktur und Wirkung. Während eine ursprüngliche Rolle in Pigmentierungseffekten der Haut gesehen wurde, zeigte sich eine weitaus bedeutsamere Funktion als Mediator der Information Dunkelheit. Die klassische Vorstellung, dass Melatonin lediglich als Hormon des Pinealorgans sowohl bei tag- als auch nachtaktiven Vertebraten circadiane Rhythmen mit ausgeprägten nächtlichen Gipfeln aufweist und als Chronobiotikum wirkt, erfuhr durch die Entdeckung extrapinealer Bildungsorte, z.B. in diversen Zellen und Organen wie der Retina, der Haut, des Gastrointestinaltrakts, den enterochromaffinen Zellen sowie der HARDERschen Drüse und Leukocyten, eine beträchtliche Erweiterung. Schließlich rechtfertigt die Entdeckung von Melatonin in Bakterien, Protozoen, Pflanzen, Pilzen und Invertebraten von ubiquitärem Vorkommen zu sprechen. Außer dem Weg der Deacetylierung wurden auch Wege der Demethylierung und der 2-Hydroxylierung beschrieben, jedoch wiesen Hirata et al. (1974) einen völlig anderen, lange Zeit vernachlässigten Abbauweg des Melatonins in Form der oxidativen Pyrrolringöffnung nach. Aus dieser Pyrrolringspaltung des Indolamins resultieren als Metabolite die zwei substituierten Kynuramine AFMK und dessen deformyliertes Folgeprodukt AMK. Bereits in früheren Arbeiten konnte gezeigt werden, dass Saccharomyces cerevisiae Melatonin produziert, von außen aufnimmt und verstoffwechselt; ebenso, dass exogen gegebene Vorstufen in Melatonin umgewandelt werden können. Ziel dieser Arbeit soll es nunmehr sein zu überprüfen, ob auch die substituierten Kynuramine von Hefe aufgenommen und weiter verstoffwechselt werden können. Die Untersuchung dieser Substanzen erscheint insofern sinnvoll, als AFMK aus Melatonin auch auf diversen nicht-enzymatischen Wegen – also organismenunabhängig – entsteht und somit auch in Hefen erscheinen sollte. Zu untersuchen wäre, ob auch die oben beschriebenen, kürzlich entdeckten Substanzen oder weitere, durch radikalische Reaktionen erzeugte AFMK-Metabolite von Saccharomyces gebildet werden. Da Hefezellen kaum Pigmente enthalten, liegt ein Vorteil darin, dass bei Auswertung der interessierenden Edukte und Produkte keine Überlagerung mit zelleigenen fluoreszenten oder anderweitig farbigen Verbindungen zu erwarten sein sollte. Außerdem lässt die hohe Stoffwechselaktivität diesen Organismus als besonders geeignet erscheinen.