Synthese isotopenmarkierter Terpenvorläufer für die Strukturaufklärung von Terpenen und die Untersuchung mechanistischer Aspekte ihrer Biosynthese

• Antragsteller: Professor Dr. Jeroen Dickschat
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271721844

Im Rahmen des beantragten Projektes sollen diverse methylierte Analoga der Terpenmonomere Dimethylallylpyrophosphat (DMAPP) und Isopentenylpyrophosphat (IPP) synthetisiert werden. Anschließend sollen die erhaltenen Verbindungen mit Geranyldiphosphat (GPP), Farnesyldiphosphat (FPP) oder IPP enzymatisch durch eine FPP- bzw. GGPP-Synthase zu methylierten Analoga von FPP bzw. Geranylgeranyldiphosphat (GGPP) mit einer zusätzlichen Methylgruppe gekuppelt werden. Anschließend soll auch versucht werden, mehrere zusätzliche Methylgruppen in die Terpenvorläufer FPP und GGPP einzubauen. Die Produkte sollen mit Phosphatase dephosphoryliert, isoliert und ihre Strukturen per NMR-Spektroskopie aufgeklärt werden. Die erhaltenen methylierten acyclischen Terpenvorläufer sollen mit diversen Terpensynthasen zu cyclischen Produkten umgesetzt werden. Die gebildeten Terpene sollen isoliert und ihre Strukturen sollen aufgeklärt werden. Auf diese Weise soll der auf natürlichem Wege zugängliche Strukturraum der Terpene signifikant und gezielt erweitert werden und ein tieferes Verständnis für die Plastizität von Terpensynthasen erreicht werden. Weiterhin soll eine bereits vorhandene Substanzbibliothek 13C-markierter Terpenvorläufer komplettiert werden, um von den methylierten Terpenanaloga alle einfach 13C-markierten Isotopomere enzymatisch zugänglich zu machen. Damit können Studien zum Cyclisierungsmechanismus der artifiziellen Terpene und zu ihren EI-MS-Fragmentierungsmechanismen durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen