Entschlüsselung der biochemischen Recycling-Geheimnisse der Natur

Eine neue Perspektive in der Zeitschrift veröffentlicht Naturchemische Biologie deckt einen bisher unbekannten biochemischen Recyclingprozess bei Tieren auf. Die Autoren überprüfen eine Reihe neuerer Veröffentlichungen, die zeigen, dass Tiere biochemische Abfälle umfassend recyceln, um neuartige Chemikalien zu produzieren, die eine Schlüsselrolle in der Biologie spielen, von der Regulierung des Verhaltens bis hin zu Entwicklung und Alterung.

Diese Studien zeigen, dass die Gene, von denen früher angenommen wurde, dass sie für Carboxylesterasen codieren, Enzyme, die Ester hydrolysieren, tatsächlich eine entscheidende Rolle beim Zusammenbau einer breiten Palette neuer Metaboliten aus Bausteinen spielen, die allgemein als „zellulärer Abfall“ gelten. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die sogenannten Carboxylesterasen zur Bildung von Ester- und Amidbindungen beitragen, eine Funktion, die der von Computeralgorithmen vorhergesagten entgegengesetzt ist.

„Diese Entdeckung zeigt, dass unser Verständnis der Biochemie weitgehend unvollständig bleibt“, sagt der Hauptautor der Perspektive, Frank Schroeder, Professor am Boyce Thompson Institute (BTI). „Diese Forschung hat das Potenzial, unser Verständnis der Funktionsweise von Tieren, einschließlich Menschen, zu revolutionieren.“

Jüngste Untersuchungen zeigen, dass Tiere und Menschen über 100.000 verschiedene Chemikalien produzieren können, von denen die meisten noch nicht untersucht wurden. Dieser unbekannte Strukturraum ist eine Fundgrube für Chemikalien, die den Schlüssel zum Verständnis vieler biologischer Prozesse enthalten könnten. Eine große Herausforderung für das Verständnis, wie diese Metaboliten zum Überleben beitragen, besteht darin, dass die Enzyme, die sie produzieren, ebenfalls unbekannt sind.

„Die Entdeckung dieses biochemischen Recyclingmechanismus eröffnet aufregende neue Wege für die zukünftige Forschung mit dem Potenzial, die strukturelle und funktionelle Annotation unbekannter Metaboliten dramatisch zu beschleunigen“, sagt Chester Wrobel, Doktorand im Schroeder-Labor und Mitautor des Perspektive.