Die Gene der Ajmalin-Synthese
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das gesamte Biosyntheseschema der Rauvolfia-Alkaloide besteht aus über 30 Reaktionsschritten. Es stellt innerhalb des pflanzlichen Sekundärstoffwechsels eines der umfangreichsten Netzwerke dar, das über die entsprechenden enzymkatalysierten Reaktionen nachgewiesen und etabliert werden konnte. Es waren gerade die protein-chemischen Arbeiten, die für die Ausbildung der Doktoranden/innen von enormer Bedeutung waren, sodass gerade diese Mitarbeiter häufiger bereits vor ihrer Promotionsprüfung exzellente Angebote aus der pharmazeutischen Industrie angenommen haben. Zusammen mit einem zweiten Projekt, in dem die wichtigsten Enzyme des Ajmalinweges kristallisiert, die 3D-Strukturen und die Reaktionsmechanismen aufgeklärt wurden, stellt das Rauvolfia-Projekt die aus chemischer Sicht wohl mit am detailliertesten Biosyntheseuntersuchungen im pflanzlichen Sekundärstoffwechsel dar. Es hat unsere Erkenntnisse auf diesem Forschungsgebiet von den Grundlagen her, aber auch besonders, was die zu verwendenden Biosynthesemethoden betrifft, erheblich erweitert. Die Bedeutung dieser Alkaloidarbeiten mag auch durch die Tatsache betont sein, dass exzellente Nachwuchsgruppen aus der organischen Chemie (z. B. Sarah O'Connor, MIT, USA) auf solche Ergebnisse (Biosynthese-Enzyme und Gene) jetzt sehr erfolgreich aufbauen können (z. B. W. Runguphan et Sarah E. O'Connor. Metabolie reprogramming of periwinkle plant culture. Nature Chemical Biology 2009).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 3D-Structure and Function of Strictosidine Synthase - the Key Enzyme of Monoterpenoid Indole Alkaloid Biosynthesis. Plant. Physiol. Biochem., 46, 340-355 (2008)
Stöckigt, J., Barleben, L., Panjikar, S., Loris, E.
- Indole Alkaloid Biosynthesis: The Pathways leading to Ajmalicine and Ajmaline. Science and Culture, 74, 71-76 (2008)
Barleben, L., Stöckigt, J.
- Purification, Cloning, Functional Expression and Characterization of Perakine Reductase - the First Example from the AKR Enzyme Family Specifically Extending the Alkaloidal Network of the Plant Rauvolfia. Plant Mol. Biol., 67, 455-467 (2008)
Sun, L., Ruppert, M., Sheludko, Y., Warzecha, H., Zhao, Y., Stöckigt, J.
- Strictosidine Synthase: Mechanism of a Pictet-Spengler Catalyzing Enzyme. J. Am. Chem. Soc, 130, 710-723 (2008)
Maresh, J., Giddings, L., Friedrich, A., Loris, E., Panjikar, S., Trout, B., Stöckigt, J., Peter,s B., O'Connor, S.
