Direkt zum Inhalt
Stoffwechsel

Bakterien nutzen Koffein als Nahrungsquelle

Kaffee
Eine Bakterienart, die sich unter anderem von Koffein ernährt, entdeckten Forscher der University of Iowa in Coralville. Pseudomonas putida CBB5 zerlegt mit Hilfe von drei bislang unbekannten Enzymen Koffeinmoleküle.

Ein Bakterium benötigt Kohlenstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff um zu leben und zu wachsen. P. putida verschafft sich diese Stoffe indem es Koffein abbaut [1]. Ryan Summers und seine Kollegen identifizierten jetzt drei Schlüsselenzyme, sogenannte N-Demethylasen, die am Koffeinmolekül arbeiten: NdmA, NdmB und NdmC [2]. Jedes dieser Enzyme entfernt eine der insgesamt drei Methylgruppen, die am Doppelring-Grundgerüst des Koffeins verankert sind.

Struktur des Koffeins
Struktur des Koffeins | Ein Koffeinmolekül besteht aus einem zentralen Doppelring, an dem sich außen mehrere Substituenten befinden: Neben doppelt gebundenen Sauerstoffatomen besitzt Koffein drei Methylgruppen (-CH3). Letztere werden durch Enzyme des Bakteriums Pseudomonas putida gezielt vom Koffeingrundgerüst abgespalten.
Die chemisch anspruchsvolle N-Demethylierung spielt auch in der Medikamentsynthese eine wichtige Rolle. Asthma therapiert man beispielsweise mit dem Präparat Theophyllin, welches bis auf einen fehlenden Methylrest mit Koffein identisch ist. Die Pharmaindustrie stellt diesen und weitere koffeinverwandte Wirkstoffe über ein aufwändiges, künstliches Verfahren her. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnten die bakteriellen Enzyme hier Abhilfe schaffen: im Gegensatz zu den bereits bekannten membrangebundenen, koffeindegradierenden Proteinen höherer Organismen sind die Enzyme von P. putida wasserlöslich und können Verbindungen gezielter modifizieren. (us)

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Vielen Dank!

  • Quellen
[1] R. Summers, Bacteria Use Caffeine as Food Source, 111th General Meeting of the American Society for Microbiology, New Orleans, (20.-24.5.2011)

[2] Microbiology 10.1099/mic.0.043612–0, 2011

SciViews