Terpene Biosynthesis in Bacteria

• Applicant: Professor Dr. Jeroen Dickschat
• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry
• Term: from 2013 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 240800181

• Final Report Year: 2014

Final Report Abstract

Im Rahmen des Heisenberg-Programms wurde eine bisher unbekannte Terpenzyklase aus einem Streptomyceten heterolog exprimiert, gereinigt und in einem Inkubationsexperiment mit ihrem natürlichen Substrat Farnesyldiphosphat chemisch charakterisiert. In Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Michael Groll (TU München) wurde die Selinadien-Synthase aus Streptomyces pristinaespiralis kristallisiert, wodurch wichtige mechanistische Einblicke in Terpenzyklasen erhalten wurden. Es zeigte sich eine substratinduzierte Konformationsänderung unter Beteiligung eines hochkonservierten Argininrestes. Mutageneseexperimente bestätigten dessen kritische Rolle. Weiterhin wurden alle fünf einfach 13C-markierten Isotopomere von Deoxyxylulose durch chemische Synthese zugänglich gemacht und in Fütterungsexperimenten mit Streptomyces violaceusniger eingesetzt. Dies führte zur Identifizierung von Isoafricanol in Duftstoffextrakten sowie zur Identifizierung der relevanten Terpenzyklase.

Publications

• Identification of Isoafricanol and its Terpene Cyclase in Streptomyces violaceusniger by CLSA-NMR, ChemComm 2014, 50, 4228-4230
  R. Riclea, C. A. Citron, J. Rinkel, J. S. Dickschat
  
• Substratinduzierte Konformationsänderungen in Klasse-I-Terpencyclasen, Angew. Chem. 2014, 126, 7783-7787
  P. Baer, P. Rabe, K. Fischer, C. A. Citron, T. A. Klapschinski, M. Groll, J. S. Dickschat