Duftstoffe aus Actinomyceten - Identifizierung, Synthese und Biosynthese

• Applicant: Professor Dr. Jeroen Dickschat
• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry
• Term: from 2010 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 190061772

• Final Report Year: 2015

Final Report Abstract

Im bearbeiteten Projekt wurden mit methodisch verschiedenen Ansätzen die flüchtigen Haupt- und Nebenprodukte diverser bakterieller Terpenzyklasen aus Actinomyceten untersucht. Zwei Terpenzyklasen für 2-Methylisoborneol (aus Micromonospora olivasterospora) und für Isoafricanol (aus Streptomyces violaceusniger) wurden mechanistisch in Fütterungsexperimenten mit 13C-markierten Isotopomeren von 1-Desoxy-D- xylulose genauer studiert. Weiterhin wurden in einer neu etablierten Kooperation mit Prof. Dr. Michael Groll Kristallstrukturen der Hedycaryol-Synthase aus Kitasatospora setae und der Selinadien-Synthase aus Streptomyces pristinospiralis erhalten. Beide Enzyme wurden mechanistisch durch Konstruktion und Analyse von insgesamt 40 Mutanten im Detail untersucht. Die Ergebnisse lieferten Einblicke in einen generell gültigen Enzymmechanismus für Terpenzyklasen des Typs I (Induced-Fit-Mechanismus). Weiterhin wurden flüchtige Naturstoffe anderer Substanzklassen in Duftstoffextrakten von Actinomyceten analysiert. Ihre Strukturen wurden im Falle neuer Naturstoffe durch Synthese von Referenzverbindungen verifiziert.

Publications

• Terpenoids are Widespread in Actinomycetes: A Correlation of Secondary Metabolism and Genome Data, ChemBioChem 2012, 13, 202-214
  C. A. Citron, J. Gleitzmann, G. Laurenzano, R. Pukall, J. S. Dickschat
  
• The Scent of Bacteria: Headspace Analysis for the Discovery of Natural Products, J. Nat. Prod. 2012, 75, 1765-1776
  C. A. Citron, P. Rabe, J. S. Dickschat
  
• A Detailed View of 2- Methylisoborneol Biosynthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2100-2104
  N. L. Brock, S. R. Ravella, S. Schulz, J. S. Dickschat
  
• Rapid Chemical Characterisation of Bacterial Terpene Synthases, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 1810-1812
  P. Rabe, J. S. Dickschat
  
• Hedycaryol Synthase in Complex with Nerolidol Reveals Terpene Cyclase Mechanism, ChemBioChem 2014, 15, 213-216
  P. Baer, P. Rabe, C. A. Citron, C. C. de Oliveira Mann, N. Kaufmann, M. Groll, J. S. Dickschat
  
• Induced Fit Mechanism in Class I Terpene Cyclases, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7652-7656
  P. Baer, P. Rabe, K. Fischer, C. A. Citron, T. A. Klapschinski, M. Groll, J. S. Dickschat