PEROXIDIV5 - Phylogenetische und funktionelle Diversität pilzlicher Häm-Peroxidasen (PeroxiDiv)

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Hofrichter
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Biologische und Biomimetische Chemie ; Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 284292800

Pilzliche sekretorische Häm-Peroxidasen und Häm-Peroxygenasen finden sich in drei verschiedenen Protein-(Super)familien. Dieser enorme genetische Pool stellt eine einzigartige Quelle funktioneller und katalytischer Diversität dar, der bereits in Ansätzen industriell genutzt wird; es sind jedoch noch umfangreiche Forschungsarbeiten erforderlich, um eine breite Anwendung dieser Enzyme zu erreichen. Das Projekt PeroxiDiv führt drei Partner mit Kompetenzen in Umweltgenomik, Bioinformatik, Biochemie/Enzymologie und Biotechnologie aus Frankreich und Deutschland zusammen. Mittels einer neuen Technik der Sequenzgewinnung sollen spezifische Peroxidasegene aus Umweltproben angereichert werden, um ihre Diversität in verschiedenen Lebensräumen (z.B. Böden im Grünland oder Wald, Holzproben) zu erfassen und biotechnologisch nutzbar zu machen. Es wird erwartet, dass die gefundenen Sequenzen eine umfangreiche Auswahl bisher unbekannter Peroxidasen mit möglicherweise neuartigen biochemischen Eigenschaften repräsentieren. Der Fokus wird dabei auf den Häm-Thiolat-Peroxidasen mit der unspezifischen Peroxygenase als Schlüsselenzym (UPO, EC 1.11.2.1) und den Häm-Imidazol-Peroxidasen vom DyP-Typ (dye-decolorizing peroxidases; DYP, EC 1.11.1.19) liegen. Die in silico Analyse (Phylogenieberechnung, 3D-Modellierung) wird zur Identifizierung neuer Varianten eingesetzt, die im Anschluss rekombinant (über)exprimiert werden sollen. Nach erfolgreicher Proteinreinigung werden die katalytischen Eigenschaften (Substratspektren, Reaktionsprodukte, Stabilität, kinetische Daten, etc.) der rekombinanten Enzyme ermittelt und beurteilt. Ziel dieses umfassenden Ansatzes ist es, einen enzymatischen Werkzeugkasten von Häm-Biokatalysatoren für industrierelevante chemische Reaktionen zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Dr. Roland Marmeisse; Professor Dr. Pierre Peyret