Weihrauch programmiert Entzündungsenzym um

„Seit mehr als 40 Jahren weiß man, dass dieses Enzym die Bildung von Leukotrienen fördert, einer wichtigen Gruppe von Entzündungsbotenstoffen im menschlichen Körper“, erläutern die Forscher in einer Mitteilung. Nun konnten die Wissenschaftler die Kristallstruktur dieses zentrale Entzündungsenzym mit gebundenen Hemmstoffen aufklären und abbilden.

Die Kristallstrukturaufnahmen erlauben neben detaillierten Untersuchungen des Enzyms und seiner Wechselwirkung mit Wirkstoffen auch die Entwicklung neuartiger Entzündungshemmer. Und genau haben die Forscher getan.

Neben einem bereits auf dem Markt befindlichen Entzündungshemmer, das bei Asthma eingesetzt wird, haben sie verschiedene Naturstoffe mit dem Enzym in Verbindung gebracht und die Kristallstrukturen der entstandenen Molekülkomplexe analysiert.

Sowohl der synthetische Entzündungshemmer als auch die meisten Naturstoffe docken im aktiven Zentrum des Enzyms an und hemmen es so in seiner Funktion. Für die Boswelliasäure konnten die Forscher jedoch feststellen, dass diese an einer anderen, weit vom aktiven Zentrum entfernten Stelle des Enzymmoleküls bindet. „Durch diese Bindung kommt es zu strukturellen Veränderungen im aktiven Zentrum, was die Enzymaktivität ebenfalls hemmt“, erklären die Forscher.

Diese durch den Weihrauchinhaltsstoff ausgelösten Strukturveränderungen haben folglich bereits einen entzündungshemmenden Effekt. Der Einfluss von Boswelliasäure gehe aber noch deutlich darüber hinaus. Durch die Bindung komme ein Domino-Effekt zustande, wodurch sich zusätzlich die Spezifität des Enzyms verändere. Statt die Synthese entzündungsfördernder Leukotriene zu katalysieren, produziert die 5-Lipoxygenase unter dem Einfluss von Boswelliasäure entzündungsauflösende Substanzen. „Das heißt, vereinfacht gesagt, der Weihrauchinhaltsstoff programmiert das Entzündungsenzym zu einem entzündungsauflösenden Enzym um“, so die Wissenschaftler.

Diese Erkenntnisse, so die Autoren der Studie, lassen sich nun einerseits dazu nutzen, die Boswelliasäuren aus Weihrauch in entsprechenden Krankheitsmodellen zu testen und später vielleicht als Medikament gegen Entzündungserkrankungen zu entwickeln.

Andererseits können dank der neu entdeckten Bindungsstelle an der 5-Lipoxygenase auch weitere potenzielle Arzneistoffe aufgespürt und ihre Wirksamkeit als Entzündungshemmer experimentell getestet werden.