Nachwachsende Rohstoffe bilden die Grundlage für neue hochwertige Produkte in der Pharmazie-, Kosmetik-, Lebensmittelindustrie etc. Eine der größten Wertschöpfungen lässt sich durch den Anbau von Pflanzen mit pharmazeutisch wirksamen Inhaltsstoffen erzielen. Hierzu zählen beispielsweise die Triterpene Ursol- und Oleanolsäure, deren pharmakologischen Eigenschaften bereits vielerorts erforscht wurden. Sie zeigen u. a. antitumorale, antivirale und antibakterielle Eigenschaften.

In dem von der Stiftung Rheinland-Pfalz für Innovation geförderten Projekt sollte die Triterpensäure Oleanolsäure, die in der Kosmetik als Wirkkomponente eingesetzt wird, aus Salbei gewonnen werden. Bei der enzymatischen Hydrolyse der pflanzlichen Zellwand zur Steigerung der Ausbeute während der Extraktion wurden diverse Enzymcocktails bei unterschiedlichen pH-Werten getestet; eine signifikante Steigerung der Triterpenausbeute durch eine emzymatische Vorbehandlung konnte dabei nicht festgestellt werden.

Da in der Salbeipflanze die beiden stellungsisomeren Triterpene Oleanol- und Ursolsäure zusammen vorkommen, ist eine effiziente Trennung der Säuren notwendig. Nach Zhang et al. [1] werden Ursolsäure und Oleanolsäure durch Nocardia sp. NRRL 5646 zu ihren korrespondierenden Methylestern umgewandelt; darüber hinaus findet eine Methylgruppenumlagerung vom Ursan- zum Olean-Typ statt. Durch eine Biotransformation könnten so unerwünschte und störende Komponenten abgebaut, bzw. die Zielkomponente für eine weitere Trennung modifiziert werden.

Die Umsetzung von Oleanolsäure und Ursolsäure mit Zellsuspensionen von Nocardia sp. NRRL 5646 zu Oleanolsäuremethylester sowie zu Ursolsäuremethylester konnte bestätigt werden. Die Esterverbindungen lassen sich auch leichter chromatographisch auftrennen, da die Retentionszeiten weiter auseinander liegen als bei den Säuren. Darüber hinaus haben die Versuche gezeigt, dass Nocardia sp. NRRL 5646 Ursolsäure zu vier weiteren ursanen Verbindungen neben Ursolsäuremethylester verstoffwechseln. Die Substanzen konnten als Ursonsäure, Ursonsäuremethylester, 3-Oxoursa-1,12-dien-28-oic acid und 3-Oxoursa-1,12-dien-28-oic acid methyl ester mithilfe HPLC-MS/MS und HPLC-NMR identifiziert werden. Aufgrund der Ergebnisse sind zwei neue Reaktionswege zur Umwandlung von Triterpenen des Ursantyps aufgestellt worden.

Das Screening weiterer Nocardia Stämme zeigte, dass auch andere Stämme derartige Biotransformationen durchführen. Je nach Stamm werden ursananaloge Verbindungen der beiden möglichen Reaktionswege gebildet. Pharmakologisch interessante Eigenschaften zeigen Ursonsäure und 3-Oxoursa-1,12-dien-28-oic acid.

[1] Zhang J, Zhi-Hong Y. Novel biotransformation of pentacyclic triterpenoid acids by Nocardia sp. NRRL 5646. Tetrahedron Lett 2005; 46:2337-2340