Salmocheline - Synthese und Modulation der Metallbindungseigenschaften von Catecholat-Typ Siderophoren

• Antragsteller: Professor Dr. Roderich D. Süßmuth
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 129029711

Das Element Eisen ist von zentraler Bedeutung für den Stoffwechsel nahezu aller lebenden Organismen. Essentielle Stoffwechselfunktionen der Zelle sind notwendigerweise an das Vorhandensein von Eisen geknüpft. Dieses ist jedoch in Mineralien oxidisch oder an Säugetieren entsprechende Proteine gebunden. Bakterien und Pilze verfügen über Eisenbindemoleküle, sog. Siderophore, die an die extrazelluläre Matrix abgegeben werden, hochspezifisch Eisen komplexieren und nach Aufnahme des Komplexes in die Zelle die Eisenversorgung sicherstellen. Dieses Szenario ist auch für den menschlichen Körper von Bedeutung, weshalb die Siderophoren als Pathogenitätsfaktoren angesehen werden. Unserer Arbeitsgruppe gelang es in uropathogenen E. coli bzw. Salmonella-Stämmen das neuartige Siderophor Salmochelin nachzuweisen und dessen Struktur aufzuklären. Derzeit zeichnet sich immer stärker die Bedeutung dieses Siderophors für die Pathogenität der o.g. Stämme ab. Es konnte überraschenderweise gezeigt werden, dass neben Eisen bevorzugt Silizium gebunden werden kann. Dieser Bindungseffekt, dessen physiologische Bedeutung noch unklar ist, basiert vermutlich auf den veränderten sterischen Verhältnisse des Salmochelin-Moleküls. Ausgehend von diesen Arbeiten sollen in diesem Projekt neue Siderophore mit modulierten Metallbindungsspezifitäten synthetisiert und charakterisiert werden. Ferner sollen neue Metallkomplexe spektroskopisch charakterisiert werden und durch rechnergestützte Methoden Strukturmodelle erstellt werden um die Bindungsverhältnisse zu verstehen. In einem Fernziel soll das Potential dieser Komplexe für Katalyse oder materialwissenschaftliche Anwendungen untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen