Eine chemo-enzymatische Plattform zur Isolierung natürlicher und funktionalisierter Sactipeptide

• Antragsteller: Professor Dr. Harald Kolmar
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 379070300

Sactipeptide sind kleine Proteine, die von verschiedenen bakteriellen Produzenten hergestellt werden. Ihre codierenden Sequenzen sind in Genclustern organisiert, die eine Reihe von enzymatischen Aktivitäten codieren, welche für die postsynthetische Prozessierung dieser ribosomal synthetisierten Miniproteine notwendig sind. Sie zeichnen sich als spezielle Substanzklasse durch die Anwesenheit von mindestens einer intramolekularen Thioetherbrücke aus, die postsynthetisch von der zugehörigen Sactioninsynthase durch eine Verknüpfung eines Cysteinthiols mit dem alpha-C-Atom einer Partneraminosäure gebildet wird. Durch diese ungewöhnliche Verknüpfung entstehen peptidische Biomoleküle von nur wenigen Dutzend Aminosäuren Länge mit ungewöhnlich hoher chemischer Stabilität und konformationeller Rigidität. Sactipeptide zeigen häufig interessante antimikrobielle Eigenschaft und sind daher Kandidaten für den Einsatz als Antibiotika. Zahlreiche putative Sactipeptide wurden mit bioinformatischen Methoden in bakteriellen Genomen identifiziert. Von lediglich fünf Sactipeptiden kennt man ihren detaillierten Aufbau und das Thioether-Verbrückungsmuster. Ziel dieses Vorhabens ist es, durch Anwendung molekularbiologischer, biochemischer und peptidchemischer Methoden den inneren Aufbau weiterer Sactipeptide zu untersuchen. Diese Erkenntnisse sollen dann dazu genutzt werden, Sactipeptide mit neuen funktionellen Eigenschaften durch Anwendung von Verfahren des Protein Design und der gelenkten Evolution zu erzeugen. Sactipeptide mit maßgeschneiderten Bindeeigenschaften gegenüber krankheitsrelevanten Zielmolekülen wurden bisher nicht beschrieben. Ihre Gewinnung setzt detaillierte Kenntnisse über die Sequenz- und Strukturparameter der molekularen Erkennung von Sactipeptid-Vorläuferproteinen durch die Thioetherbildung katalysierende Sactioninsynthasen voraus. Diese sollen im Rahmen dieses Vorhabens ebenfalls erarbeitet werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2002: Kleine Proteine in Prokaryoten, eine unbekannte Welt