Biosynthese von 3-Hydroxybenzoat-abgeleiteten Polyketiden in Gentianaceae

• Antragsteller: Professor Dr. Ludger Beerhues
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 194768680

Die Gentianaceae umfassen wohlbekannte Arzneipflanzen, wie z.B. Centaurium erythraea und Swertia chirata. Ihr Inhaltsstoffprofil beinhaltet Xanthone, deren Grundgerüst von einerTyp III Polyketid-Synthase, der Benzophenon-Synthase (BPS), gebildet wird. Im Gegensatz zu BPS aus Hypericaceae, die Benzoyl-CoA als Startersubstrat verwenden, bevorzugen die Enzyme aus Gentianaceae das 3-hydroxylierte Startermolekül. Kürzlich haben wir beobachtet, dass der CoA-Ester mit zwei 3-Hydroxybenzoyl-Resten, d.h. 3-(3-Hydroxybenzoyloxy)benzoyl-CoA, sogar das beste Substrat ist. Dies gilt auch für die Phenylpyron-Synthasen (PPS). cDNAs für eine aktive und eine inaktive PPS-Isoform wurden kloniert. Die Isoenzyme unterscheiden sich nur in vier Resten auf der Oberfläche und die Mutagenese jedes einzelnen dieser vier Reste in der inaktiven Isoform ergab aktives Enzymprotein. Sowohl die BPS als auch die PPS werden bezüglich der biochemischen und strukturellen Eigenschaften charakterisiert. Die Kristallisierung und Strukturaufklärung wird in Kooperation mit Prof. Blankenfeldts Gruppe (Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Braunschweig) durchgeführt. Um die physiologische Relevanz von 3-(3-Hydroxybenzoyloxy)benzoyl-CoA anzugehen, werden die Detektion und die cDNA-Isolierung einer 3-Hydroxybenzoyl-Transferase durchgeführt, wobei die PCR-basierte Klonierung und die Transkriptom-Auswertung zum Einsatz kommen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Wulf Blankenfeldt; Dr. Peer Lukat