Selektive Hydroxylierung von L-Prolin und Derivaten mit Prolinhydroxylasen - Ein Zugang zu Reaktivität und Mechanismus

• Antragsteller: Dr. Wolfgang Hüttel; Professor Dr. Erik Schleicher
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246035025

Prolinhydroxylasen, die zur Familie der Fe(II)-abhängigen Nicht-Häm-Oxygenasen gehören, sind zur Untersuchung enzymkatalysierter CH-Aktivierungsreaktionen hervorragend geeignet. Einerseits sind Enzyme mit unterschiedlichen Regio- und Streoselektivitäten bekannt, so dass die Faktoren, die für Stereo- und Regioselektivitäten verantwortlich sind, leichter ermittelt werden können. Zum anderen sind Hydroxyproline und deren Derivate wertvolle und auf klassisch-chemischem Wege meist nur schwer zugängliche chirale Bausteine für die Wirkstoffsynthese. Die bisher bekannten Prolinhydroxylasen sollen umfassend mit verschiedenen methodischen Ansätzen untersucht werden, die im Zusammenspiel ein tieferes Verständnis der katalytischen Aktivität und der Gründe für die unterschiedlichen Selektivitäten ermöglichen. Um die Substrat- bzw. Katalysespezifität besser zu verstehen, werden mittels Elektronenspinresonanz und anderer molekularer Spektroskopie Untersuchungen am aktiven Zentrum von Prolinhydroxylasen vorgenommen. Gleichzeitig werden die katalytischen Eigenschaften der einzelne Prolinhydroxylasen durch Umsetzung mit natürlichen und nicht-natürlichen Substraten umfassend charakterisiert. Mittels verschiedener Mutagenesetechniken werden Varianten und in die Untersuchungen miteinbezogen. Ziel ist es, die Selektivität und das Substratspektrum der Prolinhydroxylasen zu verstehen und gezielt zu verändern und auch zu erweitern. Auf diese Weise sollen neue, biotechnologisch nutzbare Biokatalysatoren erzeugt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Oliver Einsle; Dr. Friedhelm Lendzian