Metallionen regulieren den Terpen-Stoffwechsel in Insekten

Selektive Transportsysteme ermöglichen es Blattkäfern, Stoffwechselprodukte ihrer Wirtspflanzen für die Produktion eigener Giftstoffe zu nutzen. Eine Prenylsynthase in Blattkäferlarven bildet, abhängig von Metallionen, die Vorstufen für Abwehrsubstanzen oder Juvenilhormone Einer biochemischen Besonderheit sind Max-Planck-Wissenschaftler aus Jena auf die Spur gekommen. Mit ihren Arbeiten gelang erstmals der Beweis einer ungewöhnlichen Regulation von Enzymen, die Reaktionen in einem der wichtigsten sekundären Stoffwechselwege, dem Terpenmetabolismus, katalysieren. In Meerrettichblattkäfern der Art Phaedon cochleariae kann ein und dasselbe Enzym, gesteuert durch Kobalt-, Manganoder Magnesiumionen, die Herstellung zweier völlig unterschiedlicher Substanzen einleiten: einmal die der Iridoide, also Wehrsubstanzen, mit denen sich die Larve gegen ihre Fraßfeinde wehrt, oder die der Juvenilhormone, die die Entwicklung des Insekts lenken. Da Insekten im Gegensatz zu Pflanzen kein umfangreiches Arsenal der als Isoprenyldiphosphat-Synthasen bezeichneten Proteine aufweisen, haben sie möglicherweise mit der Metallionen-abhängigen Kontrolle eine effiziente Option entwickelt, Metaboliten in die unterschiedlichsten Richtungen des Terpenstoffwechsels zu lenken. Neben dem primären Stoffwechsel, der die Produkte für das Überleben von Zellen herstellt, besitzen alle Lebewesen noch zusätzliche Biosynthesewege, deren Produkte zwar für die einzelne Zelle selbst entbehrlich sein können, aber für den Organismus nützlich sind.