Sekundärmetabolite

Sekundärmetabolite (sekundäre Metabolite bzw. sekundäre Stoffwechselprodukte) sind chemische Stoffe, die von Pflanzen, Bakterien und Pilzen produziert werden, für deren Wachstum und Überleben aber nicht notwendig zu sein scheinen (im Gegensatz zu den Primärmetaboliten wie z. B. Aminosäuren oder Zucker). Darüberhinaus wird der Begriff Sekundärmetabolite auch für Sekundäre Pflanzenstoffe verwendet.

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Sekundärmetaboliten sind häufig biologische Wirkstoffe, wie z. B. Antibiotika, Toxine, Insektizide oder Botenstoffe und haben deshalb teilweise große wirtschaftliche Bedeutung erlangt. Die mikrobielle Produktion von Sekundärmetaboliten wird daher in der Biotechnologie gezielt gefördert, z. B. durch:

• Auswahl geeigneter Bakterien- bzw. Pilzstämme (Hochleistungsstämme, Hochleistungsmutanten)
• optimierte Fermentationsbedingungen
• Zugabe von chemischen Stoffen während der Wachstumsphase (Vorläuferdirigierte Biosynthese).

Eines der bekanntesten Beispiele für den Nutzen von Sekundärmetaboliten ist die von Alexander Fleming 1928 entdeckte wachstumshemmende Wirkung des Schimmelpilzes Penicillium notatum auf Bakterien, die die Grundlage der Antibiotika-Behandlung bildet.

Während Sekundärmetaboliten aufgrund ihrer vielfältigen Wirkungen für den Menschen u. a. in der Medizin von außerordentlichem Interesse sind, ist ihr Nutzen für den Produzenten (Bakterium, Pilz) nicht eindeutig geklärt. Möglicherweise dienen sie

• zur chemischen Verteidigung gegen konkurrierende Organismen (z. B. antibiotisch wirkende Stoffe)
• als Signalstoffe zur Steuerung biologischer Funktionen

Möglicherweise sind die Sekundärmetaboliten aber auch nur ein Überbleibsel des jeweiligen Evolutionsprozesses.

Literatur

• H. Schulz, H. Krüger, N. Herchert, E. R. J. Keller: Vorkommen flüchtiger Sekundärmetabolite in ausgewählten Allium-Wildtypen. Journal of Applied Botany 74(3-4), S. 119 – 121 (2000), ISSN 0949-5460
• Melanie Kettering, Daniela Weber, Olov Sterner und Timm Anke: Sekundärmetabolite aus Pilzen – Funktionen und Anwendungen. BioSpektrum 10(2), S. 147 – 149 (2004), ISSN 0947-0867 ([1])
• Diana Wolff: Allene, Dihydronaphthalenon-Derivate und andere Sekundärmetabolite aus Pilzen mariner Habitate sowie Beiträge zu deren Biosynthese. Dissertation, Georg-August-Universität, Göttingen 2004 ([2])
• Reinhard Keller, Klaus Senkpiel, Werner Butte: Schimmelpilze und deren Sekundärmetabolite (MVOC) in Luftproben unbelasteter Wohnungen. Gefahrstoffe, Reinhaltung Luft 67(3), S. 77 – 84 (2007), ISSN 0949-8036