Evolution and diversity of the lignan biosynthesis in the genus linum

• Applicant: Professor Dr. Thomas Jürgen Schmidt
• Subject Area: Plant Biochemistry and Biophysics
• Term: from 2003 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5404733

Lignane sind eine in Pflanzen weit verbreitete Klasse von Phenylpropanoiden, die aufgrund ihrer auffälligen biologischen Aktivitäten im Mittelpunkt intensiver Forschungen steht. Linum-Arten (Linaceae) enthalten biogenetisch einfache Vertreter (Furofurane, Dibenzylbutane, Dibenzylbutyrolactone), aber auch komplexere, biologisch hochaktive Aryltetralin- und Arylnaphthalinderivate. Seit geraumer Zeit bearbeiten wir die in-vitro-Kultivierung von Linum-Arten sowie deren Lignanführung und -biosynthese. Das Projekt beinhaltet Untersuchungen zur Molekularbiologie und Enzymatik der Lignanbiosynthese sowie eine detaillierte Untersuchung der Gattung Linum bezüglich ihrer metabolischen Diversität im Hinblick auf Lignane/Phenylpropanoide. Die molekularbiologischen Untersuchungen sollen sich mit der Identifizierung, Klonierung und Expression der an der Lignan-Biosynthese beteiligten Enzyme, mit diesbezüglichen Unterschieden in verschiedenen Arten sowie mit ihrer Funktion und Stereospezifität beschäftigen. Durch HPLC und NMR-Analysen gewonnene Phenylpropan-Fingerprints möglichst vieler Linum-Sippen und einiger anderer Gattungen der Linaceae werden mittels chemometrischer Verfahren ausgewertet, um eine chemisch-systematische Klassifizierung sowie Hinweise auf die Sequenz der im Zuge der Evolution erfolgten Änderungen im Lignanstoffwechsel zu erhalten. Beide Teilaspekte des Projektes tragen komplementär zu einem besseren Verständnis der in der Gattung Linum verwirklichten metabolischen Diversität und deren Entstehung bei.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1152: Evolution of Metabolic Diversity
• Participating Person: Professor Dr. August-Wilhelm Alfermann