KRED-Origami: Synthese und Charakterisierung von auf DNA Origami assemblierten Ketoreduktase Kaskaden

• Antragsteller: Professor Dr. Christof M. Niemeyer
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 335742134

Das Ziel dieses Projektes besteht darin, Konzepte der DNA Nanotechnologie für den Aufbau, die Charakterisierung und das Verständnis von räumlich organisierten, funktionalen biomolekularen Netzwerken zu nutzen. Dazu sollen supramolekulare DNA Origami Konstrukte mit rekombinanten Ketoreduktasen (KRED) und NAD(P)H regenerierenden Enzymen (NRE) aufgebaut und charakterisiert werden. Die chromatographische Analyse der stereoselektiven Reduktion eines CS-symmetrischen Nitrodiketons wird genutzt, um sowohl die Gesamtaktivität und -stereoselektivität des supramolekularen Konstruktes als auch die spezifische Aktivität der einzelnen KREDs in den Konstrukten zu quantifizieren. Konkrete Aufgaben betreffen die Klonierung biokonjugierbarer KREDs und NREs, die Etablierung ortsspezifischer DNA-Ligationsmethoden, die Assemblierung und Untersuchung von Origami-basierten NRE-KRED Kaskaden sowie die Charakterisierung von Kaskaden in denen (S)- und (R)-selektive KREDs zusammenwirken, um die Gesamtstereoselektivität der Konstrukte zu steuern. Unterstützt durch theoretische Reaktions-Diffusions-Modellierung sollen Konstruktionsregeln für effiziente Systeme entwickelt werden, um das grundlegende Verständnis von diffusionsbasierten, räumlich organisierten Mehrzentren-Biokatalysatoren zu verbessern und für zukünftige Anwendungen zu erschließen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen