Structural Enzymology of Hydroxylation Reactions on Aromatic Compounds

• Applicant: Professor Dr. Holger Dobbek
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2005 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5451610

Metalloenzyme katalysieren zentrale Schritte im mikrobiellen Abbau aromatischer Verbindungen. Um die zentrale Ringspaltung zu ermöglichen müssen zahlreiche aromatische Verbindungen zuerst hydroxyliert werden. Im Abbau der N-heterozyklischen Verbindung Chinolin durch Pseudomonas putida 86 wird die erste Hydroxylierung durch das Molybdo-Eisen-Schwefel-Flavoenzym Chinolin-2-Oxidoreduktase katalysiert, während die darauf folgende Hydroxylierung durch die Nicht-Häm-Eisen Rieske-Oxygenase 2-Oxochinolin-8-Monooxygenase katalysiert wird. Die Arbeiten dieses Antrags haben die Aufklärung der molekularen Mechanismen von Molybdänhydroxylasen und Rieske-Typ Oxygenasen in aromatischen Abbauwegen zum Ziel. Die Kristallstrukturen der Chinolin-2-Oxidoreduktase und der Oxygenasekomponente der 2-Oxochinolin-8Monooxygenase konnten bei einer Auflösung von 1.8 A bestimmt werden. Das verwandte Molybdoenzymes, Chinaldin-Oxidase, und die Reduktasekomponente der 2-Oxochinolin-8Monooxygenase konnten bereits kristallisiert werden.Zur Aufklärung der Reaktionsmechanismen sollen kristallographische Methoden kombiniert werden mit transienten kinetischen Messungen und Computersimulationen.

• DFG Programme: Research Grants