Antikörper gegen den krebserregenden Stoff Benzopyren entschlüsselt Antikörper gegen den krebserregenden Stoff Benzopyren entschlüsselt
Nicht nur beim Grillen wird das giftige Benzopyren freigesetzt - es handelt sich um ein weit verbreitetes Umweltgift, das beim Menschen Krebs auslösen kann.... Antikörper gegen den krebserregenden Stoff Benzopyren entschlüsselt

Nicht nur beim Grillen wird das giftige Benzopyren freigesetzt – es handelt sich um ein weit verbreitetes Umweltgift, das beim Menschen Krebs auslösen kann. Da über viele Jahrzehnte Häuser mit Kohle oder Holz beheizt wurden, ist es über den Schornsteinrauch in Böden und im Grundwasser eingelagert. Mit einer neuen Methode kann nun das Umweltgift Benzopyren schneller bioanalytisch festgestellt werden.Eine Entdeckung, die den Weg frei machen könnte für den einfacheren Nachweis und damit das Entfernen des Giftstoffes.

Ein Team um Prof. Arne Skerra von der Technischen Universität München (TUM) hat nun den Bindungsmechanismus eines Antikörpers an Benzo[a]pyren entschlüsselt. Beim unvollständigem Verbrennen von organischen Stoffen entstehen polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) wovon der bekannteste das Benzpyren oder Benzo[a]pyren (BaP) ist. Wegen seiner hohen Toxizität und weil es gut nachweisbar ist. Deshalb wird es als Marker für das Vorkommen von PAK allgemein benutzt. Die Stoffklasse der PAK wird in unserem Körper zu Molekülen umgebaut. Diese können Änderungen am Erbgut (Mutationen) hervorrufen, welche sich im schlimmsten Falle zu Tumoren weiterentwickeln.  Aus diesem Grund gelten die PAK als Schadstoffe oder Umweltgifte.

Die Entstehung von PAK

Neben dem Grillen von Lebensmitteln bilden sich PAK auch in erheblicher Menge beim Rauchen von Tabak. Deshalb gilt auch Passivrauchen als krebserregend. Ebenso erzeugen offene Kamine in Wohnungen und Fahrzeugabgase PAK. Die durch Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Luft emittierten PAK bleiben dort oder werden an Rußpartikel gebunden. Über Niederschläge können sie sich in Böden und im Grundwasser ablagern, und letztlich können sie auch ins Trinkwasser gelangen.

Da Benzo[a]pyren stark karzinogen wirkt, wurden in den europäischen Richtlinien Grenzwerte für den maximalen Gehalt dieser Verbindung im Trinkwasser festgelegt: 10 ng/L für BaP. Dieser extrem niedrige Wert kann allerdings nur durch hochempfindliche Messmethoden bestimmt werden. Dem Team um Prof. Arne Skerra vom Lehrstuhl für Biologische Chemie in Weihenstephan und Prof. Dietmar Knopp vom Lehrstuhl für Analytische Chemie in Großhadern ist es jedoch gelungen, einen Antikörper zu identifizieren, der Benzo[a]pyren fest bindet. Sie beschreiben den komplizierten Bindungsmechanismus in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“.

Wir wissen nun, wie die Bindung des Antikörpers an das Benzo[a]pyren, eine sehr ungewöhnliche organische Verbindung, funktioniert, und können damit möglicherweise Antikörper auch gegen andere PAK entwickeln. So wäre im nächsten Schritt vorstellbar, dass wir mit solchen Antikörpern einmal aromatische Kohlenwasserstoffe beispielsweise aus verseuchtem Trinkwasser herausfiltern,“ so Skerra.

Wer weiß, vielleicht kann diese Entdeckung der Wissenschaftler früher oder später die Krebsgefahr durch Verbrennung diverser Stoffe bannen.

Publikation:

Andreas Eichinger, Irmgard Neumaier, Michael Pschenitza, Reinhard Niessner, Dietmar Knopp und Arne Skerra: Tight molecular recognition of benzo[a]pyrene by a high affinity antibody, Angewandte Chemie International Edition 6/2017. DOI: 10.1002/anie.201703893

Foto: Skitterfoto/Pixabay, Quelle: Technische Universität München

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Lydia Dr. Polwin-Plass

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