Naturstoffe und ihre zellulären Angriffsziele

Knapp die Hälfte aller in Gebrauch befindlichen Medikamente leiten sich von Naturstoffen ab.¹ Um die besonderen biologischen Eigenschaften zu verstehen, ist es wichtig, die molekularen Wirkmechanismen der Naturstoffe zu kennen [s. Kasten S. 746]. Naturstoffe sind von den Wirtsorganismen evolutionär dahingehend optimiert, essenzielle zelluläre Funktionen zu adressieren, um so einen Vorteil gegenüber anderen Organismen zu erlangen. Der Wirtsorganismus entwickelt dabei Mechanismen, die ihn vor seinen eigenen Waffen schützen.

Angriffsziel Zellwand

Naturstoffe interagieren mit vielfältigen zellulären Strukturen. Ein Beispiel ist die bakterielle Zellwand, welche die Zellen vor äußeren Einflüssen schützt und dem inneren osmotischen Druck standhält. Eine Grundlage für ihre Stabilität ist das Peptidoglycan, ein Zuckereiweiß. Viele Naturstoffe inhibieren auf unterschiedliche Weise die Zellwandbiosynthese und bringen somit letztlich die Bakterien zum Platzen. Ein gut untersuchter Sekundärmetabolit, der sich dieses Prinzip zunutze macht, ist das Glykopeptid-Antibiotikum Vancomycin (2). Es bindet ein Strukturmotiv im Peptidoglycan (D-Alanin-D-Alanin, Abbi

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