Sekundärmetaboliten

Sekundärmetaboliten (sekundäre Metaboliten bzw. sekundäre Stoffwechselprodukte) sind chemische Stoffe, die von Pflanzen, Bakterien, Pilzen oder Tieren (z. B. Insekten, Schwämmen, Weichkorallen) produziert werden, für deren Wachstum und Überleben aber nicht notwendig zu sein scheinen (im Gegensatz zu den Primärmetaboliten wie z. B. Aminosäuren oder Zucker). Darüber hinaus wird das Wort Sekundärmetaboliten auch für Sekundäre Pflanzenstoffe verwendet.

Eigenschaften

Sekundärmetaboliten werden meist als Stoffwechselendprodukte per Exkretion ausgeschieden.

Während manche Sekundärmetaboliten aufgrund ihrer vielfältigen Wirkungen für den Menschen u. a. in der Medizin von außerordentlichem Interesse sind, ist der Nutzen mancher Sekundärmetaboliten für den Produzenten (Bakterium, Pilz) nicht eindeutig geklärt. Möglicherweise dienen sie zur chemischen Verteidigung gegen konkurrierende Organismen (z. B. antibiotisch wirkende Stoffe) oder als Signalstoffe zur Steuerung biologischer Funktionen. Möglicherweise sind die Sekundärmetaboliten aber auch nur ein Überbleibsel des jeweiligen Evolutionsprozesses.

In der Biotechnologie wird die mikrobielle Produktion von Sekundärmetaboliten gezielt genutzt, z. B. durch Auswahl geeigneter Bakterien- bzw. Pilzstämme (Hochleistungsstämme, Hochleistungsmutanten), optimierte Fermentationsbedingungen oder Zugabe von chemischen Stoffen während der Wachstumsphase (vorläuferdirigierte Biosynthese). Sekundärmetaboliten sind dabei häufig biologische Wirkstoffe, wie z. B. Antibiotika, Toxine, Insektizide oder Botenstoffe und haben deshalb teilweise große wirtschaftliche Bedeutung erlangt. Eines der bekanntesten Beispiele für den Nutzen von Sekundärmetaboliten ist die von Alexander Fleming 1928 entdeckte wachstumshemmende Wirkung des Schimmelpilzes Penicillium notatum auf Bakterien, die die Grundlage der Antibiotika-Behandlung bildet.

Literatur

• H. Schulz, H. Krüger, N. Herchert, E. R. J. Keller: Vorkommen flüchtiger Sekundärmetabolite in ausgewählten Allium-Wildtypen. In: Journal of Applied Botany. Band 74, Nr. 3–4. Blackwell, 2000, ISSN 0949-5460, S. 119–121. 
• Melanie Kettering, Daniela Weber, Olov Sterner, Timm Anke: Sekundärmetabolite aus Pilzen – Funktionen und Anwendungen. In: BioSpektrum. Band 10, Nr. 2. Spektrum, 2004, ISSN 0947-0867, S. 147–149 (biospektrum.de [PDF]). 
• Diana Wolff: Allene, Dihydronaphthalenon-Derivate und andere Sekundärmetabolite aus Pilzen mariner Habitate sowie Beiträge zu deren Biosynthese. Georg-August-Universität, Göttingen 2004 (gwdg.de [PDF; 1,9 MB] Dissertation). 
• Reinhard Keller, Klaus Senkpiel, Werner Butte: Schimmelpilze und deren Sekundärmetabolite (MVOC) in Luftproben unbelasteter Wohnungen. In: Gefahrstoffe, Reinhaltung der Luft. Band 67, Nr. 3. Springer-VDI-Verlag, 2007, ISSN 0949-8036, S. 77–84.