Enzymatische Synthese neuer Terpene aus Terpensynthase-Substratanaloga

• Antragsteller: Professor Dr. Jeroen Dickschat
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513548540

Dieses Projekt zielt auf die Synthese von Substratanaloga von Terpensynthasen und deren enzymatische Umwandlungen ab. Die geplanten Strukturmodifikationen umfassen Substratanaloga mit verschobenen Doppelbindungen für eine erwartete Reaktivitätsänderung, mit hydrierten Doppelbindungen (blockierte Reaktivität, die voraussichtlich zu Abbruchprodukten führt) und entfernten Methylgruppen (gepufferte Reaktivität). Darüber hinaus wird eine Reihe von Substratanaloga mit Skelettverlängerungen um ein bis vier Kohlenstoffatome synthetisiert, die es ermöglichen, funktionelle Schalter zwischen Diterpen- und Sesterterpen- oder zwischen Sesterterpen- und Triterpen-Synthasen zu untersuchen. Alle in diesem Projekt gewonnenen Verbindungen werden isoliert und ihre Strukturen durch spektroskopische Methoden aufgeklärt. Absolute Konfigurationen werden durch eine zuvor in unserem Labor etablierte stereoselektive Deuterierungsstrategie bestimmt. Wenn aus sterischen Gründen bestimmte Enzym-Substrat-Kombinationen nicht funktionieren, werden durch ortsgerichtete Mutagenese Enzymvarianten mit vergrößerten Kavitäten des aktiven Zentrums erhalten. DFT-Rechnungen in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Bernd Goldfuss (Universität zu Köln) werden zu einem tieferen Verständnis interessanter Cyclisierungsmechanismen beitragen. Insgesamt ist das Ziel dieses Projekts, die Anwendbarkeit von Terpensynthasen bei der Umwandlung von Substratanaloga auf breiter Basis zu zeigen, um neue Terpene zugänglich zu machen, die aus den natürlichen Substraten nicht gewonnen werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen