„Β-Carboline“ – Versionsunterschied

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'''β-Carbolin''' (9H-Pyrido[3,4-b]indol) bildet die chemische Grundstruktur für mehr als hundert [[Alkaloide]] und synthetische Verbindungen. Die Wirkungen dieser Stoffe hängen von ihrem jeweiligen [[Substituent|Substituenten]] ab. Natürliche β-Carboline beeinflussen dabei primär die Gehirnfunktion, können aber auch [[Antioxidans|antioxidativ]] wirken.<ref>{{Literatur |Autor=Renata Francik, Grzegorz Kazek, Marek Cegła, Marek Stepniewski |Titel=Antioxidant activity of beta-carboline derivatives |Sammelwerk=Acta Poloniae Pharmaceutica |Band=68 |Nummer=2 |Datum=2011-03 |ISSN=0001-6837 |PMID=21485291 |Seiten=185–189 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21485291 |Abruf=2021-11-22}}</ref> Synthetisch hergestellte [[Derivat (Chemie)|Derivate]] von β-Carbolinen weisen wiederum [[Neuroprotektion|neuroprotektive]],<ref>{{Literatur |Autor=Natalia Gulyaeva, Victor Aniol |Titel=Good guys from a shady family |Sammelwerk=Journal of Neurochemistry |Band=121 |Nummer=6 |Datum=2012-06 |ISSN=1471-4159 |DOI=10.1111/j.1471-4159.2012.07708.x |PMID=22372749 |Seiten=841–842 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22372749/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> [[Kognition|kognitionsfördernde]] und krebshemmende Eigenschaften auf.<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Shams Aaghaz, Komal Sharma, Rahul Jain, Ahmed Kamal |Titel=β-Carbolines as potential anticancer agents |Sammelwerk=European Journal of Medicinal Chemistry |Band=216 |Datum=2021-04-15 |ISSN=1768-3254 |DOI=10.1016/j.ejmech.2021.113321 |PMID=33684825 |Seiten=113321 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33684825/ |Abruf=2021-11-22}}</ref>
[[Datei:Beta-Carboline.svg|mini|[[Norharman|β-Carbolin]] als Grundkörper der Verbindungen]]'''β-Carboline''' sind Stoffe, die als [[Inverser Agonist|inverse Agonisten]] an der [[Benzodiazepin]]-Bindungsstelle von [[GABA-Rezeptor]]en binden und somit die Öffnungswahrscheinlichkeit dieses [[Ligand (Biochemie)|ligandengesteuerten]] Kanals durch eine verminderte Affinität von [[γ-Aminobuttersäure]] (''GABA'') verringern.<ref name="aktories10">{{cite book
| edition = 10
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| last = Aktories
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| coauthors = Ulrich Förstermann, Franz Hofmann, Klaus Starke
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}}</ref> Außerdem können Vertreter dieser Gruppe auch eine reversible Hemmung der [[Monoaminooxidase]] bewirken. Beide Effekte führen zu einer psychischen Beeinflussung.

== Natürliches Vorkommen ==
Vor allem in Südamerika hat man Pflanzen mit diesen [[Alkaloid]]en gefunden.
In [[Banisteriopsis caapi]], [[Vestia foetida]], sowie in einigen Arten von [[Windengewächse]]n finden sich Formen von β-Carbolinen. Die [[Steppenraute]] ist eine weltweit vorkommende Pflanze mit Beta-Carbolingehalt.


== Wirkweise ==
== Wirkweise ==
Die [[Arzneistoff|pharmakologische]] Wirkung verschiedener β-Carboline hängt von ihren jeweiligen [[Substituent|Substituenten]] ab.
Die verringerte Offenwahrscheinlichkeit bedingt einen verminderten [[Ionenkanal|Chloridionenfluss]] durch den Kanal. Dies führt zu einer geringeren Hemmung der Übertragung, beziehungsweise einer Steigerung der Übertragung von Nervenimpulsen im [[Zentralnervensystem|Zentralen Nervensystem]], da hier die GABA-vermittelte Hemmung von Synapsen einen der wichtigsten Steuerungsmechanismen darstellt. Je nach Lokalisation des entsprechend beeinflussten Kanals, führt dies also zu einer erhöhten Erregung. Insbesondere Angstzustände können dadurch ausgelöst werden.

Das natürliche β-Carbolin [[Harmin]] hat beispielsweise Veränderungen an den Positionen 1 und 7. Dadurch wirkt es hemmend auf die [[Proteinkinasen|Proteinkinase]] [[:en:DYRK1A|DYRK1A]], welche für die [[Gehirnentwicklung beim Menschen|Gehirnentwicklung]] notwendig ist.<ref>{{Literatur |Autor=Sarah E. Mennenga, Julia E. Gerson, Travis Dunckley, Heather A. Bimonte-Nelson |Titel=Harmine treatment enhances short-term memory in old rats: Dissociation of cognition and the ability to perform the procedural requirements of maze testing |Sammelwerk=Physiology & Behavior |Band=138 |Datum=2015-01 |ISSN=1873-507X |DOI=10.1016/j.physbeh.2014.09.001 |PMC=4406242 |PMID=25250831 |Seiten=260–265 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25250831/ |Abruf=2021-11-22}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Walter Becker, Wolfgang Sippl |Titel=Activation, regulation, and inhibition of DYRK1A |Sammelwerk=The FEBS journal |Band=278 |Nummer=2 |Datum=2011-01 |ISSN=1742-4658 |DOI=10.1111/j.1742-4658.2010.07956.x |PMID=21126318 |Seiten=246–256 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21126318/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> Zudem legen tierexperimentelle Untersuchungen nahe, dass Harmin [[Antidepressivum|antidepressiv]] wirkt. Zum einen stimuliert es den [[5-HT-Rezeptor|Serotoninrezeptor 2A]]<ref>{{Literatur |Autor=R. A. Glennon, M. Dukat, B. Grella, S. Hong, L. Costantino |Titel=Binding of beta-carbolines and related agents at serotonin (5-HT(2) and 5-HT(1A)), dopamine (D(2)) and benzodiazepine receptors |Sammelwerk=Drug and Alcohol Dependence |Band=60 |Nummer=2 |Datum=2000-08-01 |ISSN=0376-8716 |DOI=10.1016/s0376-8716(99)00148-9 |PMID=10940539 |Seiten=121–132 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10940539/ |Abruf=2021-11-22}}</ref><ref name=":1">{{Literatur |Autor=Jucélia J. Fortunato, Gislaine Z. Réus, Tamires R. Kirsch, Roberto B. Stringari, Laura Stertz |Titel=Acute harmine administration induces antidepressive-like effects and increases BDNF levels in the rat hippocampus |Sammelwerk=Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry |Band=33 |Nummer=8 |Datum=2009-11-13 |ISSN=1878-4216 |DOI=10.1016/j.pnpbp.2009.07.021 |PMID=19632287 |Seiten=1425–1430 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19632287/ |Abruf=2021-11-22}}</ref>, zum anderen erhöht es die Konzentration des ''[[Wachstumsfaktor BDNF|Brain-Derived Neurotrophic Factor]]'' ([[Wachstumsfaktor BDNF|BDNF]]) im [[Hippocampus]] der Ratte.<ref name=":1" /><ref name=":2">{{Literatur |Autor=Jucélia J. Fortunato, Gislaine Z. Réus, Tamires R. Kirsch, Roberto B. Stringari, Gabriel R. Fries |Titel=Chronic administration of harmine elicits antidepressant-like effects and increases BDNF levels in rat hippocampus |Sammelwerk=Journal of Neural Transmission (Vienna, Austria: 1996) |Band=117 |Nummer=10 |Datum=2010-10 |ISSN=1435-1463 |DOI=10.1007/s00702-010-0451-2 |PMID=20686906 |Seiten=1131–1137 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20686906/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> Ein niedriger BDNF-Spiegel wurde beim Menschen mit der Entstehung von schweren [[Depression|Depressionen]] in Verbindung gebracht. Die antidepressive Wirkung von Harmin könnte zudem auf die Hemmung des Enzyms [[Monoaminoxidasen|Monoaminoxidase-A]] ([[Monoaminoxidasen|MAO-A]]) zurückzuführen sein, wodurch es den Abbau von [[Serotonin]], [[Dopamin]] und [[Noradrenalin]] reduziert.<ref name=":2" /><ref>{{Literatur |Autor=Francisco López-Muñoz, Cecilio Alamo |Titel=Monoaminergic neurotransmission: the history of the discovery of antidepressants from 1950s until today |Sammelwerk=Current Pharmaceutical Design |Band=15 |Nummer=14 |Datum=2009 |ISSN=1873-4286 |DOI=10.2174/138161209788168001 |PMID=19442174 |Seiten=1563–1586 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19442174/ |Abruf=2021-11-22}}</ref>

Synthetische β-Carboline mit Veränderungen in Position 3 weisen wiederum eine andere Wirkweise auf. Sie reduzieren die Wirkung von [[Benzodiazepine|Benzodiazepin]] auf [[GABA-Rezeptor|GABA-A]] [[GABA-Rezeptor|Rezeptoren]] und können dadurch krampfartige, angstauslösende und gedächtnisfördernde Effekte haben.<ref>{{Literatur |Autor=Patrice Venault, Georges Chapouthier |Titel=From the behavioral pharmacology of beta-carbolines to seizures, anxiety, and memory |Sammelwerk=TheScientificWorldJournal |Band=7 |Datum=2007-02-19 |ISSN=1537-744X |DOI=10.1100/tsw.2007.48 |PMC=5901106 |PMID=17334612 |Seiten=204–223 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17334612/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> Darüber hinaus kann 3-Hydroxymethyl-beta-carbolin bei Nagetieren das Schlafbedürfnis dosisabhängig vermindern und die schlaffördernde Wirkung von [[Flurazepam]] blockieren.<ref>{{Literatur |Autor=W. B. Mendelson, M. Cain, J. M. Cook, S. M. Paul, P. Skolnick |Titel=A benzodiazepine receptor antagonist decreases sleep and reverses the hypnotic actions of flurazepam |Sammelwerk=Science (New York, N.Y.) |Band=219 |Nummer=4583 |Datum=1983-01-28 |ISSN=0036-8075 |DOI=10.1126/science.6294835 |PMID=6294835 |Seiten=414–416 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6294835/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> Das [[Derivat (Chemie)|Derivat]] Methyl-β-carbolin-3-carboxylat hingegen stimuliert in niedrigen Dosen das Lernen und Gedächtnis, kann jedoch in hohen Dosen Angstzustände und [[Krampf|Krämpfe]] hervorrufen.<ref>{{Literatur |Autor=Patrice Venault, Georges Chapouthier |Titel=From the behavioral pharmacology of beta-carbolines to seizures, anxiety, and memory |Sammelwerk=TheScientificWorldJournal |Band=7 |Datum=2007-02-19 |ISSN=1537-744X |DOI=10.1100/tsw.2007.48 |PMC=5901106 |PMID=17334612 |Seiten=204–223 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17334612/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> Bei Veränderung in Position 9 wurden ähnliche positive Effekte auf das Lernen und Gedächtnis beobachtet, jedoch ohne Angst oder Krämpfe hervorzurufen.<ref>{{Literatur |Autor=Michael Gruss, Dorothea Appenroth, Armin Flubacher, Christoph Enzensperger, Jörg Bock |Titel=9-Methyl-β-carboline-induced cognitive enhancement is associated with elevated hippocampal dopamine levels and dendritic and synaptic proliferation |Sammelwerk=Journal of Neurochemistry |Band=121 |Nummer=6 |Datum=2012-06 |ISSN=1471-4159 |DOI=10.1111/j.1471-4159.2012.07713.x |PMID=22380576 |Seiten=924–931 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22380576/ |Abruf=2021-11-22}}</ref>

So wirkt das synthetische Carbolin-Derivat 9-Methyl-β-Carbolin schützend auf Nervenzellen durch Erhöhung der [[Expressionssystem|Expression]] [[Neurotrophin|neurotropher]] Faktoren und Verstärkung der [[Atmungskette|Atmungskettenaktivität]].<ref>{{Literatur |Titel=Isoquinolines And Beta-Carbolines As Neurotoxins And Neuroprotectants |Datum=2012 |DOI=10.1007/978-1-4614-1542-8 |Online=http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4614-1542-8 |Abruf=2021-11-22}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Catrin Wernicke, Julian Hellmann, Barbara Zieba, Katarzyna Kuter, Krystyna Ossowska |Titel=9-Methyl-beta-carboline has restorative effects in an animal model of Parkinson's disease |Sammelwerk=Pharmacological reports: PR |Band=62 |Nummer=1 |Datum=2010-01 |ISSN=1734-1140 |DOI=10.1016/s1734-1140(10)70241-3 |PMID=20360614 |Seiten=35–53 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20360614/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> Es konnte zudem nachgewiesen werden, dass dieses Derivat [[Kognition|kognitive]] Leistungen verbessert,<ref>{{Literatur |Autor=Michael Gruss, Dorothea Appenroth, Armin Flubacher, Christoph Enzensperger, Jörg Bock |Titel=9-Methyl-β-carboline-induced cognitive enhancement is associated with elevated hippocampal dopamine levels and dendritic and synaptic proliferation |Sammelwerk=Journal of Neurochemistry |Band=121 |Nummer=6 |Datum=2012-06 |ISSN=1471-4159 |DOI=10.1111/j.1471-4159.2012.07713.x |PMID=22380576 |Seiten=924–931 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22380576/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> die Anzahl [[Dopaminerg|dopaminerger Neurone]] erhöht und die Ausbildung von [[Synapse|Synapsen]] und [[Dendrit (Biologie)|dendritischen]] [[Nervenfaser|Nervenfasern]] fördert.<ref>{{Literatur |Autor=Juliane Hamann, Catrin Wernicke, Jochen Lehmann, Heinz Reichmann, Hans Rommelspacher |Titel=9-Methyl-beta-carboline up-regulates the appearance of differentiated dopaminergic neurones in primary mesencephalic culture |Sammelwerk=Neurochemistry International |Band=52 |Nummer=4-5 |Datum=2008-03 |ISSN=0197-0186 |DOI=10.1016/j.neuint.2007.08.018 |PMID=17913302 |Seiten=688–700 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17913302/ |Abruf=2021-11-22}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Witold Polanski, Heinz Reichmann, Gabriele Gille |Titel=Stimulation, protection and regeneration of dopaminergic neurons by 9-methyl-β-carboline: a new anti-Parkinson drug? |Sammelwerk=Expert Review of Neurotherapeutics |Band=11 |Nummer=6 |Datum=2011-06 |ISSN=1744-8360 |DOI=10.1586/ern.11.1 |PMID=21651332 |Seiten=845–860 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21651332/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> Letzteres dürfte maßgeblich zur Verbesserung von Gedächtnisleistungen beitragen. In Tiermodellen konnten außerdem therapeutische Wirkungen gegen die [[Parkinson-Krankheit]] und andere [[Neurodegenerative Erkrankung|neurodegenerative]] Prozesse nachgewiesen werden.<ref>{{Literatur |Autor=Catrin Wernicke, Julian Hellmann, Barbara Zieba, Katarzyna Kuter, Krystyna Ossowska |Titel=9-Methyl-beta-carboline has restorative effects in an animal model of Parkinson's disease |Sammelwerk=Pharmacological reports: PR |Band=62 |Nummer=1 |Datum=2010-01 |ISSN=1734-1140 |DOI=10.1016/s1734-1140(10)70241-3 |PMID=20360614 |Seiten=35–53 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20360614/ |Abruf=2021-11-22}}</ref>

Da β-Carboline auch mit verschiedenen [[Krebs (Medizin)|krebsrelevanten]] Molekülen wie [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]], [[Enzym|Enzymen]] (GPX4, [[Kinase|Kinasen]] usw.) und [[Protein|Proteinen]] (ABCG2/BRCP1 usw.) interagieren, werden sie auch als potenzielle Krebstherapeutika diskutiert.<ref name=":0" />


Bestimmte β-Carbolin-Derivate steigern auch die Produktion des [[Antibiotikum|Antibiotikums]] Reveromycin A in bodenbewohnenden „[[Streptomyces]]“-Arten.<ref>{{Literatur |Autor=Suresh Panthee, Shunji Takahashi, Teruo Hayashi, Takeshi Shimizu, Hiroyuki Osada |Titel=β-carboline biomediators induce reveromycin production in Streptomyces sp. SN-593 |Sammelwerk=Scientific Reports |Band=9 |Nummer=1 |Datum=2019-04-09 |ISSN=2045-2322 |DOI=10.1038/s41598-019-42268-w |PMC=6456619 |PMID=30967594 |Seiten=5802 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30967594/ |Abruf=2021-11-22}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Suresh Panthee, Naoko Kito, Teruo Hayashi, Takeshi Shimizu, Jun Ishikawa |Titel=β-carboline chemical signals induce reveromycin production through a LuxR family regulator in Streptomyces sp. SN-593 |Sammelwerk=Scientific Reports |Band=10 |Nummer=1 |Datum=2020-06-23 |ISSN=2045-2322 |DOI=10.1038/s41598-020-66974-y |PMC=7311520 |PMID=32576869 |Seiten=10230 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32576869/ |Abruf=2021-11-22}}</ref> Hierbei wird die [[Expressionssystem|Expression]] [[Biosynthese|biosynthetischer]] Gene durch Bindung des β-Carbolins an einen [[Adenosintriphosphat|ATP]]-bindenden Regulator der LuxR-Familie erleichtert.
Genau wie die Gegenspieler (Benzodiazepine) zu dem sich die β-Carboline als [[Kompetitive Hemmung|kompetitiver Antagonist/kompetitive Antagonisten]] verhalten, kann der inverse Agonismus durch [[Flumazenil]], also den [[Antagonist (Pharmakologie)|reinen Antagonist]] von der Benzodiazepinbindungsstelle des GABA-Rezeptors aufgehoben werden.


Ein von [[Lactobacillus]] spp. abgesondertes β-Carbolin (1-Acetyl-β-Carbolin) verhindert, dass der pathogene Pilz [[Candida albicans]] in eine virulentere Wachstumsform übergeht (filamentöse Wachstumsform). Hierdurch kehrt das β-Carbolin Ungleichgewichte in der Zusammensetzung des [[Mikrobiom|Mikrobioms]] um, welche [[Pathologie|Pathologien]] wie [[Candidose|vaginaler Candidiasis]] oder Pilzsepsis verursachen können.<ref>{{Literatur |Autor=Jessie MacAlpine, Martin Daniel-Ivad, Zhongle Liu, Junko Yano, Nicole M. Revie |Titel=A small molecule produced by Lactobacillus species blocks Candida albicans filamentation by inhibiting a DYRK1-family kinase |Sammelwerk=Nature Communications |Band=12 |Nummer=1 |Datum=2021-10-22 |ISSN=2041-1723 |DOI=10.1038/s41467-021-26390-w |PMC=8536679 |PMID=34686660 |Seiten=6151 |Online=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34686660/ |Abruf=2021-11-22}}</ref>
Aufgrund der [[Monoaminooxidase-Hemmer|MAO-Hemmung]] kann durch Interaktionen mit [[tyrosin]]- und [[histamin]]haltigen Lebensmitteln, einer Vielzahl von [[Drogen]] ([[Ethanol|Alkohol]], [[Ecstasy]], [[Opiat]]e etc.) sowie [[Medikament]]en ([[Serotonin-Wiederaufnahmehemmer]], [[Dextromethorphan|DXM]] etc.) ein tödliches [[Serotonin-Syndrom]] auftreten.<ref>{{cite book
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{{Siehe auch|Steppenraute}}


== Substanzen ==
== Substanzen ==
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* [[Tryptolin]] (Tetrahydro-β-Carbolin)
* [[Tryptolin]] (Tetrahydro-β-Carbolin)
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* [[Pinolin]] (6-Methoxy-tetrahydro-β-Carbolin)
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* β-Carbolin-3-carbonsäure-ethylester (β-CCE)<ref name="aktories10">{{cite book|edition=10|publisher=Elsevier, Urban & Fischer|isbn=978-3-437-42522-6|last=Aktories|first=Klaus|coauthors=Ulrich Förstermann, Franz Hofmann, Klaus Starke|title=Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie|location=München; Jena|date=2009}}</ref>


== Quellen und Einzelnachweise ==
== Quellen und Einzelnachweise ==

Version vom 22. November 2021, 12:22 Uhr

β-Carbolin (9H-Pyrido[3,4-b]indol) bildet die chemische Grundstruktur für mehr als hundert Alkaloide und synthetische Verbindungen. Die Wirkungen dieser Stoffe hängen von ihrem jeweiligen Substituenten ab. Natürliche β-Carboline beeinflussen dabei primär die Gehirnfunktion, können aber auch antioxidativ wirken.[1] Synthetisch hergestellte Derivate von β-Carbolinen weisen wiederum neuroprotektive,[2] kognitionsfördernde und krebshemmende Eigenschaften auf.[3]

Wirkweise

Die pharmakologische Wirkung verschiedener β-Carboline hängt von ihren jeweiligen Substituenten ab.

Das natürliche β-Carbolin Harmin hat beispielsweise Veränderungen an den Positionen 1 und 7. Dadurch wirkt es hemmend auf die Proteinkinase DYRK1A, welche für die Gehirnentwicklung notwendig ist.[4][5] Zudem legen tierexperimentelle Untersuchungen nahe, dass Harmin antidepressiv wirkt. Zum einen stimuliert es den Serotoninrezeptor 2A[6][7], zum anderen erhöht es die Konzentration des Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) im Hippocampus der Ratte.[7][8] Ein niedriger BDNF-Spiegel wurde beim Menschen mit der Entstehung von schweren Depressionen in Verbindung gebracht. Die antidepressive Wirkung von Harmin könnte zudem auf die Hemmung des Enzyms Monoaminoxidase-A (MAO-A) zurückzuführen sein, wodurch es den Abbau von Serotonin, Dopamin und Noradrenalin reduziert.[8][9]

Synthetische β-Carboline mit Veränderungen in Position 3 weisen wiederum eine andere Wirkweise auf. Sie reduzieren die Wirkung von Benzodiazepin auf GABA-A Rezeptoren und können dadurch krampfartige, angstauslösende und gedächtnisfördernde Effekte haben.[10] Darüber hinaus kann 3-Hydroxymethyl-beta-carbolin bei Nagetieren das Schlafbedürfnis dosisabhängig vermindern und die schlaffördernde Wirkung von Flurazepam blockieren.[11] Das Derivat Methyl-β-carbolin-3-carboxylat hingegen stimuliert in niedrigen Dosen das Lernen und Gedächtnis, kann jedoch in hohen Dosen Angstzustände und Krämpfe hervorrufen.[12] Bei Veränderung in Position 9 wurden ähnliche positive Effekte auf das Lernen und Gedächtnis beobachtet, jedoch ohne Angst oder Krämpfe hervorzurufen.[13]

So wirkt das synthetische Carbolin-Derivat 9-Methyl-β-Carbolin schützend auf Nervenzellen durch Erhöhung der Expression neurotropher Faktoren und Verstärkung der Atmungskettenaktivität.[14][15] Es konnte zudem nachgewiesen werden, dass dieses Derivat kognitive Leistungen verbessert,[16] die Anzahl dopaminerger Neurone erhöht und die Ausbildung von Synapsen und dendritischen Nervenfasern fördert.[17][18] Letzteres dürfte maßgeblich zur Verbesserung von Gedächtnisleistungen beitragen. In Tiermodellen konnten außerdem therapeutische Wirkungen gegen die Parkinson-Krankheit und andere neurodegenerative Prozesse nachgewiesen werden.[19]

Da β-Carboline auch mit verschiedenen krebsrelevanten Molekülen wie DNA, Enzymen (GPX4, Kinasen usw.) und Proteinen (ABCG2/BRCP1 usw.) interagieren, werden sie auch als potenzielle Krebstherapeutika diskutiert.[3]

Bestimmte β-Carbolin-Derivate steigern auch die Produktion des Antibiotikums Reveromycin A in bodenbewohnenden „Streptomyces“-Arten.[20][21] Hierbei wird die Expression biosynthetischer Gene durch Bindung des β-Carbolins an einen ATP-bindenden Regulator der LuxR-Familie erleichtert.

Ein von Lactobacillus spp. abgesondertes β-Carbolin (1-Acetyl-β-Carbolin) verhindert, dass der pathogene Pilz Candida albicans in eine virulentere Wachstumsform übergeht (filamentöse Wachstumsform). Hierdurch kehrt das β-Carbolin Ungleichgewichte in der Zusammensetzung des Mikrobioms um, welche Pathologien wie vaginaler Candidiasis oder Pilzsepsis verursachen können.[22]

Substanzen

Zu den β-Carbolinen gehören u. a. (unvollständige Aufzählung):

Quellen und Einzelnachweise

  1. ↑ Renata Francik, Grzegorz Kazek, Marek Cegła, Marek Stepniewski: Antioxidant activity of beta-carboline derivatives. In: Acta Poloniae Pharmaceutica. Band 68, Nr. 2, März 2011, ISSN 0001-6837, S. 185–189, PMID 21485291 (nih.gov [abgerufen am 22. November 2021]).
  2. ↑ Natalia Gulyaeva, Victor Aniol: Good guys from a shady family. In: Journal of Neurochemistry. Band 121, Nr. 6, Juni 2012, ISSN 1471-4159, S. 841–842, doi:10.1111/j.1471-4159.2012.07708.x, PMID 22372749 (nih.gov [abgerufen am 22. November 2021]).
  3. ↑ a b Shams Aaghaz, Komal Sharma, Rahul Jain, Ahmed Kamal: β-Carbolines as potential anticancer agents. In: European Journal of Medicinal Chemistry. Band 216, 15. April 2021, ISSN 1768-3254, S. 113321, doi:10.1016/j.ejmech.2021.113321, PMID 33684825 (nih.gov [abgerufen am 22. November 2021]).
  4. ↑ Sarah E. Mennenga, Julia E. Gerson, Travis Dunckley, Heather A. Bimonte-Nelson: Harmine treatment enhances short-term memory in old rats: Dissociation of cognition and the ability to perform the procedural requirements of maze testing. In: Physiology & Behavior. Band 138, Januar 2015, ISSN 1873-507X, S. 260–265, doi:10.1016/j.physbeh.2014.09.001, PMID 25250831, PMC 4406242 (freier Volltext) – (nih.gov [abgerufen am 22. November 2021]).
  5. ↑ Walter Becker, Wolfgang Sippl: Activation, regulation, and inhibition of DYRK1A. In: The FEBS journal. Band 278, Nr. 2, Januar 2011, ISSN 1742-4658, S. 246–256, doi:10.1111/j.1742-4658.2010.07956.x, PMID 21126318 (nih.gov [abgerufen am 22. November 2021]).
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