Pyrrolysin: Funktion, Vorkommen & Bedeutung

Herkunft und Bedeutung

Pyrrolysin (Abkürzung Pyl oder O) ist die 22. proteinogene Aminosäure – also die bislang zuletzt entdeckte Aminosäure, die direkt über den genetischen Code in Eiweiße eingebaut wird. Entdeckt wurde sie 2002 in methanbildenden Archaeen, urtümlichen Einzellern, die etwa in Mooren, Feuchtgebieten, Faulschlämmen und im Verdauungstrakt von Wiederkäuern leben und dort Methan produzieren. Später wurde Pyrrolysin auch in einigen wenigen Bakterien nachgewiesen.

Wichtig für die Einordnung: Der Mensch bildet kein Pyrrolysin und baut es nicht in seine Eiweiße ein. Die Aminosäure ist ein faszinierendes Kapitel der Biochemie, hat aber keine Bedeutung für unsere Ernährung.

Chemische Eigenschaften

• Aufbau: Pyrrolysin ist ein Abkömmling der Aminosäure Lysin, an deren Seitenkette ein Pyrrolinring hängt. Die Mikroorganismen bilden es aus zwei Molekülen Lysin.
• Genetischer Code: Eingebaut wird Pyrrolysin an der Stelle des Codons UAG, das bei den meisten Lebewesen „Stopp“ bedeutet. Dafür besitzen die betreffenden Organismen eine eigene Transfer-RNA und ein eigenes Enzym, das Pyrrolysin daran bindet.
• Funktion: In den Archaeen ist Pyrrolysin Bestandteil von Methyltransferasen – Enzymen, mit denen die Mikroorganismen Methylamine verwerten und daraus Methan bilden.

Heilwirkung

Anwendungsbereiche und gesundheitliche Vorteile:

• Keine Rolle im menschlichen Körper: Der Mensch besitzt weder die Enzyme zur Bildung von Pyrrolysin noch die nötige Transfer-RNA.
• Keine Bedeutung für die Ernährung: Es gibt keinen Bedarf, keinen Mangel und keine Nahrungsergänzung mit Pyrrolysin.
• Bedeutung für die Forschung: In der Biotechnologie wird das Pyrrolysin-System genutzt, um gezielt neuartige Bausteine in Eiweiße einzubauen – ein wichtiges Werkzeug der Grundlagenforschung.
• Bedeutung für die Umwelt: Die pyrrolysinhaltigen Enzyme tragen in Feuchtgebieten und im Pansen von Rindern zur Methanbildung bei.

Pyrrolysin und Selenocystein

Beide Aminosäuren haben etwas gemeinsam: Sie werden über ein umgedeutetes Stopp-Codon eingebaut und erweitern so den klassischen Satz von 20 Aminosäuren. Während Selenocystein für den Menschen unverzichtbar ist und über das Spurenelement Selen versorgt wird, kommt Pyrrolysin nur in bestimmten Mikroorganismen vor. Einen Überblick über die für den Menschen wichtigen Aminosäuren finden Sie unter essentielle Aminosäuren.

Vorkommen

• Methanbildende Archaeen der Ordnung Methanosarcinales, zuerst beschrieben bei Methanosarcina barkeri.
• Einige Bakterien, darunter Bewohner des Darms von Tieren.
• Nicht in Lebensmitteln in nennenswerter oder ernährungsrelevanter Form.

Anwendung und Dosierung

Pyrrolysin wird nicht angewendet und nicht dosiert. Es ist weder als Lebensmittelzutat noch als Nahrungsergänzung gebräuchlich. Wer seine Eiweißversorgung im Blick behalten möchte, orientiert sich an den essentiellen Aminosäuren und an einer ausreichend eiweißreichen, abwechslungsreichen Ernährung.

Geschichte und Hintergrund

Im Jahr 2002 veröffentlichten zwei Arbeitsgruppen um Joseph Krzycki und Michael Chan an der Ohio State University in der Fachzeitschrift Science, dass die Methylamin-Methyltransferase von Methanosarcina barkeri an der Stelle eines Stopp-Codons eine bis dahin unbekannte Aminosäure enthält. Damit war nach Selenocystein eine zweite Erweiterung des genetischen Codes gefunden. Heute wird das System in Laboren weltweit genutzt, um Proteine mit maßgeschneiderten Eigenschaften herzustellen.

Gegenanzeigen und Wechselwirkungen

Da Pyrrolysin weder in Lebensmitteln von Bedeutung ist noch als Präparat angeboten wird, sind keine Gegenanzeigen oder Wechselwirkungen bekannt. Begegnet Ihnen ein Produkt, das mit Pyrrolysin wirbt, ist Vorsicht angebracht – für den Menschen ist kein Nutzen bekannt.

Regulatorische Einordnung in der EU

Pyrrolysin ist in der EU weder als Nährstoff noch als zugelassene Zutat für Nahrungsergänzungsmittel gelistet. Gesundheitsbezogene Angaben gibt es nicht.

Häufige Fragen und Antworten (FAQ)

Was ist Pyrrolysin?

Pyrrolysin ist die 22. proteinogene Aminosäure. Sie ist ein Abkömmling des Lysins und wurde 2002 in methanbildenden Mikroorganismen entdeckt, wo sie über ein umgedeutetes Stopp-Codon in Enzyme eingebaut wird.

Kommt Pyrrolysin im Menschen vor?

Nein. Der Mensch kann Pyrrolysin weder bilden noch in Eiweiße einbauen. Es kommt nur in bestimmten Archaeen und einigen Bakterien vor.

Wie viele proteinogene Aminosäuren gibt es?

In der Natur sind 22 bekannt: die 20 klassischen Aminosäuren sowie Selenocystein und Pyrrolysin. Der Mensch nutzt 21 davon, denn Pyrrolysin kommt bei ihm nicht vor.

Quellen und weiterführende Informationen

• Hao B et al. (2002): A new UAG-encoded residue in the structure of a methanogen methyltransferase. Science 296:1462–1466.
• Srinivasan G, James CM, Krzycki JA (2002): Pyrrolysine encoded by UAG in Archaea. Science 296:1459–1462.
• Wikipedia: Pyrrolysin

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Die bereitgestellten Informationen dienen der allgemeinen Wissensvermittlung und ersetzen keine ärztliche Diagnose oder Behandlung.