Untersuchungen zur Terrechinon-Biosynthese als Modell eines in Aspergillen und Basidiomyceten konservierten Sekundärstoffwechselweges
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Dieses Projekt diente der Erforschung genetischer und biochemischer Grundlagen des Sekundärstoffwechsels der Homobasidiomyceten, einer Gruppe der Ständerpilze, die in dieser Hinsicht noch sehr wenig verstanden ist. Die Arbeiten basierten auf der Hypothese, dass die Biosynthese der Pigmente Terrechinon A und Atromentin der gleichen Biochemie folgt. Ersteres wird von dem Schlauchpilz Aspergillus nidulans produziert, einem bekannten und gut handhabbaren Modellorganismus, während Atromentin das Pigment des Ständerpilzes Tapinella panuoides (Muschelkrempling) darstellt und deswegen bedeutsam ist, weil es die zentrale Voriäufersubstanz einer großen Anzahl von Verbindungen aus Basidiomyceten ist. Der genetische Locus für die Biosynthese des Pilzpigmentes Terrechinon A in Aspergillus nidulans wurde durch Geninaktlvierungen und -komplementierungen definiert, sowie die Schlüsselenzyme für die Terrechinon-Biosynthese biochemisch charakterisiert. Besonders hervorzuheben ist das zentrale Enzym, die Chlnonsynthetase TdiA, für das neuartige Biochemie nachgewiesen wurde: obwohl es aufgrund seines Aufbaus zur Klasse der Peptidsynthetasen gerechnet wird, katalysiert es nicht die Ausbildung von peptidischen Strukturen, sondern die Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen. Ein weiteres Ergebnis mit Relevanz für die pharmazeutischen Wissenschaften ist, dass in einer gekoppelten Reaktion zweier Enzyme, darunter TdiA, das zentrale Intermediat aller bioaktiven Asterrichinone in vitro chemoenzymatisch erzeugt werden konnte. Die Gene der Atromentin-Biosynthese in Tapinella panuoides wurden identifiziert und die Enzyme ebenfalls biochemisch charakterisiert. Die Ausgangshypothese bestätigte sich und die gleiche, oben beschriebene neue Biochemie, konnte erfolgreich auch für Basidiomyceten nachgewiesen werden. Damit ist die Basis geschaffen, um zukünftig biosynthetisch verwandte. Jedoch strukturell abweichende Pigmente zu untersuchen und so die Diversifizierung von Sekundärstoffen in Homobasidiomyceten modellhaft nachzuvollziehen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2007). A one-pot chemoenzymatic synthesis to the universal precursor for antidiabetes and antiviral bisindolylquinones. Chem. Biol. 14, 635-644
Schneider, P., Weber, M., Rosenberger, K., Hoffmeister, D.
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(2007). Accurate prediction of the Aspergillus nidulans terrequinone gene cluster boundaries using the transcriptional regulator LaeA. Fungal Genet. Biol. 44,1134-1145
Bouhired, S., Weber, M., Kempf-Sontag, A., Keller, N. P., Hoffmeister, D.
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(2008). Characterization of the atromentin biosynthesis genes and enzymes in the homobasidiomycete Tapinella panuoides. Fungal Genet Biol. 45,1487-1496
Schneider, P., Bouhired, S., Hoffmeister, D.
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(2008). The Aspergillus nidulans enzyme TdiB catalyzes prenyltransfer to the precursor of bioactive asterriquinones. Fungal Genet Biol. 45, 302-309
Schneider, P., Weber, M., Hoffmeister, D.
