Biosynthese von Biphenylen und Benzophenonen - Evolution Benzoesäure-spezifischer Polyketid-Synthasen in Pflanzen

• Antragsteller: Professor Dr. Ludger Beerhues
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5405087

Pflanzliche Naturstoffe beeindrucken durch ihre faszinierende Vielfalt. Beispiele für Inhaltsstoffklassen sind Benzophenone in Johanniskrautgewächsen (Hypericaceae), zu denen die Arzneipflanze Johanniskraut gehört, und Biphenyle in Rosengewächsen (Rosaceae), die viele wirtschaftlich wichtige Obstbäume und Beerenfrüchte umfassen. An der Bildung beider Stoffklassen ist eine Polyketid-Synthase beteiligt, die das Grundgerüst bildet. Die Enzyme verwenden Benzoyl-CoA als Startersubstrat, setzen aber nach schrittweiser Kondensation mit drei Malonyl-CoA verschiedene Produkte frei. Die Benzophenon-Synthase wurde bereits und die Biphenyl-Synthase wird noch kloniert. Die evolutionäre Verwandtschaft dieser Enzyme untereinander sowie zu anderen Polyketid-Synthasen soll untersucht werden. Basierend auf der Kenntnis ihrer Raumstrukturen, soll durch Mutation essenzieller Aminosäuren Einblick in Struktur-Funktions-Beziehungen erhalten werden. Darüber hinaus könnte die Mutagenese zu neuartigen Enzymaktivitäten mit veränderter Spezifität führen. Durch Einbringen der für diese Enzyme kodierenden Nukleotidsequenzen in die Arzneipflanze Johanniskraut sollen strukturell neue, pharmakologisch interessante Moleküle gewonnen werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1152: Evolution metabolischer Diversität