Bisher musste der Diabetes-Wirkstoff Sitagliptin in einem aufwendigen und teuren Verfahren hergestellt werden. Nun sind Forscher in der Lage, diesen Stoff günstiger, effizienter und umweltfreundlicher zu erzeugen.

Dank eines neuen Biokatalyse-Verfahrens könnte die Produktion eines wichtigen Diabetes-Medikaments künftig effizienter, günstiger und umweltfreundlicher ablaufen. US-Forscher haben dazu ein natürlich vorkommendes Enzym so verändert, dass es die nötigen Umwandlungsschritte hin zum erwünschten Endprodukt Sitagliptin katalysiert. Sie stellen ihre Untersuchung im Journal "Science" vor.

Derzeit wird der Wirkstoff Sitagliptin in einem aufwendigen, chemischen Synthese-Verfahren hergestellt. Dieses ist zum einen wenig effizient, zum anderen wird dabei der Katalysator Rhodium benötigt, der anschließend wieder mit Mühe aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden muss. Die Wissenschaftler um Christopher Savile von dem Unternehmen Codexis Incorporated (Redwood City/US-Staat Kalifornien) und den Merck Research Laboratories (Rahway/US-Staat New Jersey) wendeten auf der Suche nach einem besseren Weg ein Verfahren an, das "gerichtete Evolution" genannt wird.

Enzym wird optimiert

Schrittweise veränderten (mutierten) sie dabei die Form und damit die Eigenschaften des Enzyms Transaminase. Dieses natürlich vorkommende Enzym besitzt den nötigen Apparat zur Umwandlung einer chemischen Vorstufe in das gewünschte Endprodukt Sitagliptin. Allerdings bindet das Enzym diese Vorstufe natürlicherweise nicht. Die Forscher veränderten das Enzym nun also nach und nach so, dass es das Substrat bindet und umwandelt – und zwar unter jenen Bedingungen, die für die Herstellung des Wirkstoffs im pharmazeutischen Maßstab Voraussetzung sind.

Schließlich hatten die Wissenschaftler ein Enzym, mit dem sich die Sitagliptin-Ausbeute im Vergleich zum bisherigen Verfahren um 10 bis 13 Prozent erhöhen ließ. Die Abfallmenge wurde dabei um 19 Prozent gesenkt, auch die Produktionskosten sanken. Schwermetalle seien bei diesem Verfahren genauso wenig nötig wie hoch spezialisierte Technik, berichten die Wissenschaftler weiter. Sie glauben, dass sich ihr Biokatalyse-Verfahren auch zur Herstellung anderer pharmazeutisch wichtiger Wirkstoffe einsetzen lässt.