Molekulare Wirkung von Peptiden aus afrikanischer Heilpflanze entschlüsselt - mögliche Basis für die Entwicklung neuer Medikamente

Wien (OTS) - Peptide sind aus Aminosäuren aufgebaute, körpereigene
Substanzen, die im menschlichen Organismus spezifische Reaktionen
auslösen können und eine Vielzahl von Körperfunktionen beeinflussen.
Auch zyklische Pflanzenpeptide, sogenannte Cyclotide, haben eine
Wirkung auf den menschlichen Organismus. "Bisher war aber nicht klar,
ob und an welchem Rezeptor diese Peptide wirken und wie ihr
molekularer Signalweg aussieht", sagt Christian Gruber vom Zentrum
für Physiologie und Pharmakologie der MedUni Wien. Nun wurde die
molekulare Wirkung von Peptiden aus einer afrikanischen Heilpflanze
erstmals entschlüsselt.

Die Wiener WissenschafterInnen haben gemeinsam mit einem
internationalen Team aus Australien, England, Irland, Schweden und
den USA in einer Pflanze aus der Familie der Kaffeegewächse ein
Peptid beschrieben, das Ähnlichkeit mit dem menschlichen
Neuropeptidhormon Oxytocin aufweist, und an dessen Rezeptor bindet.
Das könnte in weiterer Folge zur Entwicklung neuer Wirkstoffe führen.

Cyclotide wurden ursprünglich als Inhaltsstoffe pflanzlicher
Heilmittel entdeckt, die in der traditionellen Medizin bei
afrikanischen Völkern zur Geburtseinleitung und zur Vermeidung von
Komplikationen danach eingesetzt werden. Die Pflanzen werden als Tee
("kalata-kalata") zubereitet, um bei oraler Anwendung den
Geburtsvorgang zu erleichtern und zu beschleunigen. "Bis heute war
aber unklar, ob es für diese Peptide einen bestimmten Rezeptor gibt,
um eine Gebärmutterkontraktion auszulösen", erklärt Gruber. "Wir
haben jetzt ein Peptid gefunden, Kalata B7, das nicht nur isolierte
Uterusmuskelzellen kontrahieren kann, sondern auch an zwei
Rezeptoren, dem Oxytocin- und Vasopressin-1a Rezeptor, bindet und
deren Wirkung reguliert."

Mittels modernster Analytikmethoden wurde nachgewiesen, dass die
Pflanzenpeptide eine dem menschlichen Oxytocin ähnliche Struktur
besitzen. Oxytocin ist als "Glückshormon" bekannt - es hat nicht nur
eine wichtige Bedeutung beim Geburtsprozess, sondern beeinflusst auch
die Bindung zwischen Mutter und Kind, und ganz allgemein
zwischenmenschliches Verhalten.

Die Studie wurde jetzt in PNAS publiziert und vom Nobelpreisträger
für Chemie 2012, dem amerikanischen Pharmakologen Robert Lefkowitz
von der Duke University in Durham, editiert.

Aufbau einer "Peptid-Bibliothek" für die Entwicklung von Wirkstoffen
Gruber: "Damit ist ein ganz wichtiger Schritt getan: Wir konnten den
Mechanismus für ein bestimmtes Peptid in dieser einen Pflanze zeigen.
Basierend auf dessen natürlichem Bauplan haben wir dann synthetische
Liganden hergestellt, welche bessere pharmakologische Eigenschaften
aufweisen." Als Liganden bezeichnet man Stoffe, die an einen Rezeptor
binden und eine Wirkung in der Zelle ausüben können. Beispielsweise
ist Adrenalin ein natürlicher Ligand für Beta-Rezeptoren an
Herzmuskelzellen.

"Wir wissen mittlerweile, dass diese zyklischen Peptide eine ernome
Aminosäurevielfalt aufweisen, und weit verbreitet im Pflanzenreich
vorkommen. Sie wurden mitunter in Veilchen-, Kürbis- und
Nachtschattengewächsen, in Hülsenfrüchtlern und sogar in bestimmten
Getreidesorten nachgewiesen. Basierend auf unseren Ergebnissen können
wir nun Cyclotide aus vielen anderen Pflanzen isolieren und diese
Peptid-Bibliothek auf verschiedenen Rezeptoren testen", erklärt der
MedUni Wien-Forscher. Ziel ist es, mit den neuesten
chemisch-biologischen Erkenntnissen Liganden für Peptid-Rezeptoren zu
entwerfen und als Wirkstoff umzusetzen.

Service: PNAS

"Oxytocic plant cyclotides as templates for peptide G protein-coupled
receptor ligand design." J. Koehbach, M. O'Brien, M. Muttenthaler, M.
Miazzo, M. Akcan, A. Elliott, N. Daly, P. Harvey, S. Arrowsmith, S.
Gunasekera, T. Smith, S. Wray, U. Göransson, P. Dawson, D. Craik, M.
Freissmuth, C. Gruber., (2013) Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States of America, 10.1073/pnas.1311183110.

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