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Struktur und Biosynthese polycyclischer Tetramsäure-haltiger Macrolactame

Fachliche Zuordnung Biologische und Biomimetische Chemie
Förderung Förderung von 2013 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241369642
 
Erstellungsjahr 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Polycyclische Tetramat-haltige Makrolactame (PoTeMs) sind eine wachsende Klasse mikrobieller Naturstoffe (NPs). Alle PoTeMs enthalten eine Tetramsäure, die in ein Makrolactam-Ringsystem integriert ist. Die strukturelle Diversität der PoTeMs entsteht durch ein zusätzliches carbocyclisches Element, das mit diesem Makrolactam fusioniert ist und typischerweise aus zwei bis drei Cyclohexan- / Cyclopentan-Einheiten besteht. Variationen im Sättigungsgrad, der Oxygenierung und den Alkylierungsmustern erweitern zudem die strukturelle und damit funktionelle Diversität der PoTeMs. Infolgedessen zeigen diese Verbindungen eine breite Palette biologischer Aktivitäten, von antibiotischen und fungiziden Effekten bis hin zu starker Zytotoxizität. Diese bemerkenswerten Eigenschaften unterstreichen das erhebliche Potenzial von PoTeMs in der Arzneimittelentwicklung. Trotz der faszinierenden strukturellen, biosynthetischen und pharmakologischen Eigenschaften der PoTeMs war zu Beginn dieses Projekts wenig über ihren biosynthetischen Aufbau bekannt. Unter Verwendung von Ikarugamycin, dem ersten entdeckten Vertreter dieser NP-Klasse, als Modellsystem, verfolgten wir das Ziel, diese Wissenslücke zu schließen. Dies führte unter anderem zur Aufklärung des biosynthetischen Aufbaus von PoTeMs und ebnete den Weg für die gezielte Entdeckung neuer PoTeMs durch Genome Mining, deren Produktion durch (chemo-)enzymatische und biotechnologische Ansätze, deren späte oxidative Funktionalisierung und sogar die gezielte Modifikation ihrer Kernstrukturen. Insgesamt hat dieses Projekt wertvolle Werkzeuge für die Entdeckung und biosynthetische Veränderung von PoTeMs bereitgestellt, die nun von der Forschungsgemeinschaft genutzt werden können, um diese faszinierende Naturstoffklasse hinsichtlich potenzieller biomedizinischer Anwendungen zu optimieren.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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