Terpenoidbiosynthese im Kulturspeisepilz Cyclocybe aegerita

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Rühl; Dr. Frank Surup
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525829672

Terpenoide bilden eine strukturell vielfältige Gruppe von Naturstoffen mit unverzichtbaren Anwendungen in der Pharma-, Ernährungs-, Geschmacks- und Duftstoffindustrie. Pilze der Abteilung Basidiomycota sind dafür bekannt eine große Vielfalt an Terpenoiden zu produzieren. Allerdings sind ihre Biosynthesewege noch weitgehend unerforscht. Das Genom des Pilzmodellsystems Cyclocybe aegerita (syn. Agrocybe aegerita) enthält neun funktionelle Sesquiterpen-Synthasen (STS), von denen vier Teil biosynthetischer Gencluster sind. Durch die heterologe Expression dieser Cluster im verwandten Modellpilz Coprinopsis cinerea sollen die Besonderheiten dieser Biosynthesewege im Detail untersucht werden. 1) Die kürzlich entdeckten Bissesquiterpenoide Bovistol A-C werden von einer Diels-Alderase zusammengesetzt, deren Substratspektrum durch In-vitro-Reaktionen bestimmt wird. 2) Ihre Illudin-Vorstufen enthalten eine dreigliedrige Ringstruktur, die für ihre starke zytotoxische Wirkung verantwortlich ist. Trotz der sehr weiten Verbreitung dieses Skeletts in Pilzen bleibt die Kontraktionsreaktion des Schlüsselrings, die offenbar durch Monooxygenasen vom P450-Typ katalysiert wird, ein Rätsel. 3) Ein neues, auf Viridifloren basierendes Diterpen wird von C. aegerita produziert, von dem erwartet wird, dass es von dem charakterisierten STS Agr2 produziert wird. Wir werden untersuchen, ob dieses Enzym neben Farnesylpyrophosphat auch Geranylgeranylpyrophosphat akzeptiert. Da wir die Strukturen und Bioaktivitäten sowohl flüchtiger als auch nichtflüchtiger Sekundärmetabolite bestimmen, werden wir nicht nur das Sekundärmetabolom des Speisepilzes C. aegerita weiter erschließen, sondern auch versuchen die Terpenoidbiosynthese typischer Basidiomycota im Allgemeinen zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen