Poly(hydroxyfettsäureester), eine fünfte Klasse von physiologisch bedeutsamen organischen Biopolymeren?

Neben den Polyisoprenoiden, Polypeptiden, Polysacchariden und Polynucleotiden kommt in der Natur eine weitere Gruppe von Biopolymeren, die Poly(hydroxyfettsäureester), vor. Obwohl der häufigste Vertreter, Poly[(R)‐3‐hydroxybuttersäure| P(3‐HB), von Lemoigne schon in den zwanziger Jahren als Speichermaterial des Mikroorganismus Bacillus megaterium identifiziert wurde (bis über 12000 3‐HB‐Einheiten), wird das allgegenwärtige Vorkommen dieser Biopolymere und ihre Bedeutung erst in allerletzter Zeit zur Kenntnis genommen. Vor allem durch die Arbeiten von Reusch wurde klar, daß niedermolekulare P(3‐HB) (100‐200 3‐HB‐Einheiten) in den Zellmembranen von prokaryotischen und eukaryotischen Organismen vorkommt, wobei ihre Funktion hier weitgehend unbekannt ist; es wurde vorgeschlagen, daß ein Komplex aus P(3‐HB) und Calciumpolyphosphat als Ionenkanal durch Membranen wirkt, ja es wurde spekuliert, daß P(3‐HB) am Transport von DNA durch Zellwände beteiligt ist. Im vorliegenden Artikel werden die folgenden Themen behandelt: Metabolisums von P(3‐HB) und analoger Polyester beim Aufbau und Abbau der Speichermaterialien; P(3‐HB) als Ausgangsmaterial für chirale Synthesebausteine; Herstellung von cyclischen Oligomeren (Oligoliden) aus bis zu zehn 3‐HB‐Einheiten und Kristallstrukturanalyse dieser Verbindungen; das hochpolymere Biocopolymer aus Hydroxybutter‐ und ‐valeriansäure (BIOPOL) als biologisch abbaubarer Kunststoff; nicht‐biologische Herstellung von Polyhydroxyfettsäureestern aus 3‐Hydroxycarbonsäuren und den zugehörigen β‐Lactonen; gezielte Synthese von linearen Oligomeren mit enger Molekulargewichtsverteilung von bis zu etwa 100 (R)‐3‐Hydroxybuttersäurebausteinen nach einem exponentiellen Fragmentkupplungsverfahren; Strukture der Polyester und Vergleich mit anderen Polymeren; Befunde, die zur Postulierung eines P(3‐HB)‐Ionenkanals durch Zellwände führten; Modellierung von Helices unterschiedlicher Durchmesser aus P(3‐HB) unter Verwendung der aus Kristallstrukturdaten von Oligoliden gewonnenen Parameter; Bildung eines Kronenesterkomplexes und Ionentransportexperimente mit dem Triolid aus 3‐HB. Der Artikel ist ein Beispiel dafür, welche Beiträge organische Synthesechemiker zu wichtigen biologischen Fragestellungen im Rahmen einer interdisziplinären Zusamenarbeit leisten können.