Struktur und Evolution der Opindehydrogenasen

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred K. Grieshaber (†)
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 135699839

Vor allem marine Mollusken und Anneliden verfügen in ihrer Muskulatur über eine bis mehrere Opindehydrogenasen. Diese zur Laktatdehydrogenase alternativen Pyruvatoxydoreduktasen katalysieren die NADH-abhängige reduktive Kondensation von Pyruvat und einer Aminosäure zu einer als Opin bezeichneten N-(Carboxyalkyl)-Aminosäure und ermöglichen auf diese Weise einen ausgeglichenen cytosolischen Redoxstatus während der anaeroben Glykolyse. Von allen Opindehydrogenasen ist die Octopindehydrogenase, deren Aminosäuresubstrat L-Arginin ist, am besten untersucht. Kürzlich konnten wir die Struktur bestimmen und den Reaktionsmechanismus dieses Enzyms aufklären. Da es noch vier weitere Opindehydrogenasen gibt, stellt sich die Frage, wie sich die aktiven Zentren und die Peripherien dieser Enzyme ändern müssen, um z. B. die Aminosäuren Glycin und L-Alanin als Substrate zu akzeptieren. Für die Analyse dieser Fragestellung bieten sich die Strombin- und Alanopindehydrogenase des Wattwurms (Arenicola marina) an, da sie als heterologe Enzyme in genügenden Mengen gewonnen werden können und somit für strukturelle Untersuchungen geeignet sein können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen