HPLC-DAD-MS zur Metabolomik-Analyse
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Gerät wurde hauptsächlich zur Aufklärung des Metabolismus im Sekundärstoffwechsel von sequenzierten Mikroorganismen, insbesondere von Pilzen der Ascomyceten genutzt. Dabei wurden Metaboliten aus Kulturen vom Wildtyp, sowie Deletions- und Transformationsmutanten extrahiert und über LC-MS unter standardisierten Bedingungen analysiert. Durch den Vergleich der UV- und Basispeak Chromatogramme wurden die Veränderungen der Sekundärstoffproduktion im Hinblick auf deren Identitäten näher betrachtet, z.B. Retentionszeiten, UV-Spektren, exakte Masse und das Isotopenmuster, Summenformel und Fragmentierungsmuster sowie Recherche in öffentlich zugänglichen und hauseigenen Datenbanken. Der Einsatz von hochauflösender MS-Detektion war hierfür essentiell, denn einige Substanzen konnten aufgrund geringerer Menge oder fehlendem konjugierten System schwierig durch UV-Absorption detektiert werden. Noch wichtiger war, dass die genaue Strukturinformation dadurch erhalten wurde. Durch das häufige Fehlen von Vergleichssubstanzen aufgrund von neuen Naturstoffen konnten die MSn-Daten erfolgreich dazu beitragen, die Substanz zu identifizieren. Mit Hilfe der Software „Metabolite detect“ konnten kleinere Unterschiede deutlich schneller festgestellt und ausgewertet werden. Durch den Einsatz der LC-MS-Anlage wurden ungewöhnliche und unerwartete Produkte identifiziert. Erst mit dieser LC-MS-Anlage konnten wir erfolgreich die Vorarbeiten zu dem Antrag „Aufdeckung des biosynthetischen Potentials von Pilzen durch heterologe Expression stummer Gencluster in Aspergillus nidulans und LC-MS- basierte Metabolomanalyse“ leisten. Außerdem wurde das Gerät auch zum Monitoring der enzymatischen Reaktionen sowie zur Bestimmung exakter Massen isolierter Substanzen aus chemoenzymatischer und chemischer Synthese von verschiedenen Arbeitsgruppen eingesetzt. Zum Teil stammen diese Substanzen aus einer Kooperation mit der AG Kolb an der Philipps-Universität, die einen chemoinformatischen Vorhersagealgorithmus entworfen hat, mit dem Prenylierungsprodukte prädiziert werden können. Dieser Algorithmus wurde gemeinsam mit uns getestet und die dabei entstehenden Produkte auch mittels LC-MS verifiziert. Wir arbeiten derzeit gemeinsam an der Weiterentwicklung dieses Projekts, bei dem chemoenzymatische Modifikationen von neuartigen 5-HT2B-Liganden durchgeführt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Characterisation of 6-DMATSMo from Micromonospora olivasterospora leading to identification of divergence in enantioselectivity, regioselectivity and multiple prenylation of tryptophan prenyltransferases. Organic and Biomolecular Chemistry, 2016,14: 9883 – 9895
Julia Winkelblech, Xiulan Xie, Shu-Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/C6OB01803C) - A bifunctional old yellow enzyme from Penicillium roqueforti is involved in the ergot alkaloid biosynthesis. Organic and Biomolecular Chemistry, 2017, 15: 8069-8071
Nina Gerhards and Shu-Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/C7OB02095C) - Gem-diprenylation of acylphloroglucinols by a fungal prenyltransferase of the dimethylallyltryptophan synthase superfamily. Organic Letters, 2017, 19: 388-391
Kang Zhou, Carsten Wunsch, Jungui Dai and Shu-Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6b03594) - Manipulation of the precursor supply in yeast significantly enhances the accumulation of prenylated β-carbolines. ACS Synthetic Biology, 2017, 6: 1056-1064
Katja Backhaus, Lena Ludwig-Radtke, Xiulan Xie, Shu-Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acssynbio.6b00387) - Mutations of residues in pocket P1 of a cyclodipeptide synthase strongly increase product formation. Journal of Natural Products, 2017, 80: 2917-2922
Kirsten Brockmeyer and Shu-Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.7b00430) - PrenDB: A substrate prediction database to enable biocatalytic use of prenyltransferases. Journal of Biological Chemistry, 2017, 292: 4003-4021
Jakub Gunera, Florian Kindinger, Shu-Ming Li and Peter Kolb
(Siehe online unter https://doi.org/10.1074/jbc.M116.759118) - Two Prenyltransferases govern a consecutive prenylation cascade in the biosynthesis of echinulin and neoechinulin. Organic Letters, 2017, 19: 5928-5931
Viola Wohlgemuth, Florian Kindinger, Xiulan Xie, Bin-Gui Wang, and Shu-Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.orglett.7b02926) - Convenient synthetic approach for triand tetraprenylated cyclodipeptides by consecutive enzymatic prenylations. Applied Microbiology and Biotechnology, 2018, 102:2671-2681
Viola Wohlgemuth, Florian Kindinger and Shu- Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s00253-018-8761-7) - Expanding tryptophan-containing cyclodipeptide synthase spectrum by identification of nine members from Streptomyces strains. Applied Microbiology and Biotechnology, 2018, 102: 4435–4444
Jing Liu, Huili Yu and Shu-Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s00253-018-8908-6) - Production of α-keto carboxylic acid dimers in yeast by overexpression of NRPS- like genes from Aspergillus terreus. Applied Microbiology and Biotechnology, 2018, 102: 1663-1672
Elisabeth Hühner, Katja Backhaus, Rixa Kraut and Shu-Ming Li
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s00253-017-8719-1)
