Beta-Carotin entlastet überforderte Enzyme
TUM klärt Ursache der Substratinhibierung und optimiert Prozesse in Medizin und Industrie
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Vorbereitungen an einem Lesegerät im Labor der TU München (Foto: tum.de, Magdalena Jooss) |
München (pte012/25.07.2025/10:30)
Laut Forschern der Technischen Universität München (TUM) lässt sich der Aktivitätsverlust von Enzymen bei verstoffwechselnder Überforderung (Substratinhibierung) durch Beta-Carotin ausgleichen. Das stabilisiert die Wirkung von Medikamenten oder die Effizienz industrieller Prozesse.
Andock-Reihenfolge wichtig
Das Team hat nachgewiesen, dass die Reihenfolge, in der die Moleküle an Enzyme andocken, beeinflusst, ob es zur Substratinhibierung kommt oder nicht. Analysiert worden sind die Reaktionen eines Enzyms, das Abwehrstoffe, sogenannte Phenole, in der Tabakpflanze so umwandelt, dass diese sich gegen Fressfeinde oder Krankheiten schützen kann.
Das Enzym bindet hierfür Zuckermoleküle und Phenole. Dockt zuerst das Zuckermolekül an und dann das Phenol, arbeitet das Enzym wie gewünscht. Bindet jedoch zu oft zuerst das Phenol, kommt es zur Substratinhibierung - und je mehr Phenole in der Tabakpflanze, umso häufiger docken diese zuerst an das Enzym an. Die Umwandlung zum Abwehrstoff stockt.
Substratinhibierung aushebeln
Beta-Carotin allerdings kann den Mechanismus der Substratinhibierung aushebeln und die Aktivität des Enzyms wieder steigern. Es konkurriert mit den Phenolen um die gleichen Stellen am Enzym und verhindert deshalb, dass zu viele der Phenole als Erste am Enzym andocken. Mit diesem Versuch haben die Forscher an eine vorangegangene Studien angeknüpft.
"Beta-Carotin ist kein Wundermittel. Zudem kommt es auch dort auf die richtige Balance an, damit das Enzym wie gewünscht arbeiten kann. Unsere Entdeckung zeigt aber eine ganze Bandbreite neuer Forschungswege auf, die perspektivisch in einer Vielzahl von Feldern für Verbesserungen sorgen kann", unterstreicht TUM-Forschungsleiter Wilfried Schwab.
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