Spektrum der Wissenschaft - Oktober 2017

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BIOCHEMIE

PSILOCYBIN PER

ENZYM



Deutsche Forscher

haben Psilocybin mit

Enzymen hergestellt, die

von Bakterien erzeugt

wurden. Die Substanz ist

der Wirkstoff halluzino-

gener Pilze (»magic

mushrooms«). Derzeit

prüfen Mediziner ihren

Nutzen gegen Angstzustän-

de bei Krebspatienten

sowie gegen Depressionen

und Nikotinsucht.

Die Gruppe um Dirk

Hoffmeister von der Univer-

sität Jena hat den Synthese-

weg von Psilocybin nach-

vollzogen und dabei eine

Überraschung erlebt: Die

für die Synthese nötigen

Reaktio nen fanden in

anderer Reihenfolge statt

als vermutet – und das,

obwohl Psilocybin bereits

Mitte des 20. Jahrhunderts

gründlich erforscht wurde.

Zunächst sequenzierte

Hoffmeisters Team das

Genom eines Psilocybin-

Pilzes und identifizierte so

die Baupläne vier geeig-

neter Enzyme für die Syn-

these. Anschließend pflanz-

ten die Biochemiker Bakte-

rien die entsprechenden

Gene ein und gewannen

damit die katalytischen

Proteine. Ausgehend von

4-Hydroxy-L-Tryptophan,

einem Abkömmling der

Aminosäure Tryptophan,

genügten drei Enzyme für

die Herstellung von Psilocy-

bin. Ein viertes war nötig,

um die Umsetzung von

Tryptophan, das dem Pilz

selbst als Ausgangsstoff der

Produktion dient, in sein

4-Hydroxy derivat zu kataly-

sieren.

Die Arbeit könnte den

Weg zu einem großtechni-

schen Herstellungsverfah-

ren von Psilocybin ebnen.

Ein solches würde bei

steigendem Bedarf des

psychotropen Stoffs an

Bedeutung gewinnen. Es ist

zwar bereits möglich,

Psilocybin mit klassi schen

chemischen Methoden zu

produzieren. Sie gelten

jedoch als aufwändig und

ineffizient.

Angew. Chem. 10.1002/

ange.201705489, 2017

PLANETEN­

FORSCHUNG

DIAMANTEN

IM NEPTUN



Im Inneren von Uranus

und Neptun gibt es

vermutlich unzählige Dia-

manten. Das schließt ein

internationales Forscher-

team um Dominik Kraus am

Helmholtz-Zentrum in

Dresden-Rossendorf aus

einem Laborexperiment,

mit dem die Wissenschaft-

ler chemische Prozesse im

Inneren der Eisriesen nach-

gestellt haben.

Die beiden äußeren Pla-

ne ten im Sonnensystem ha-

ben eine dicke Atmosphäre

aus Wasserstoff und Helium.

Darunter vermuten Forscher

seit Längerem eine weit

ausgedehnte Region aus

Wasser, Ammoniak und Me-

than, die von den darüber-

liegenden Schichten stark

zusammengedrückt wird. In

etwa 10 000 Kilometer Tiefe,

einem Fünftel des Neptun-

durchmessers, sind Druck

und Temperatur bereits so

hoch, dass sich die Kohlen-

und Wasserstoffatome des

Methans voneinander

trennen können.

Um diesen Strukturwan-

del nachzustellen, nutzten

die Materialwissenschaftler

um Kraus zwei sehr starke

Laser des Stanford Linear

Accelerator Center. Die

Lichtpulse trafen kurz hin-

tereinander auf ein hauch-

dünnes Plättchen aus dem

Kohlenwasserstoff Poly-

styrol. Beim Verdampfen

der Probe entstanden

Schockwellen, die das

Material für einige Nano-

sekunden auf 5000 Grad

Celsius erhitzten und es

unter das 1,5-Millionen-

fache des irdischen Atmo-

sphärendrucks setzten.

Mittels ultrakurzer Rönt-

genblitze konnte das Team

beobachten, wie die che-

mische Verbindung auf die

extremen Bedingungen

reagierte. Wie vermutet

trennten sich Wasserstoff-

und Kohlenstoffatome

voneinander, woraufhin

letztere die Kristallstruktur

von Diamant bildeten. Auf

Neptun und Uranus

müssten sich die wenige

Nanometer großen Partikel

zu größeren Klumpen

zusammenfinden, spekulie-

ren die Forscher. Letztlich

würden die Diamanten in

Richtung des Planetenkerns

sinken und sich dort in einer

extrem hochkarätigen

Schicht sammeln.

Nature Astronomy 10.1038/

s41550-017-0219-9, 2017

LUNAR- AND PLANETARY INSTITUTE

Neptuns Kern umgibt eine dichte, flüssige Schicht, die unter großem Druck steht. Wegen

der extremen Bedingungen könnten sich darin Diamanten bilden.

äußere Atmosphäre

(Wolken)

Mantel

(Wasser, Ammoniak,

Kohlenwasserstoffe)

Atmosphäre

(Wasserstoff, Helium,

Methan)

Kern

(Eisen, Nickel, Silikate)