Vergleichende Genexpressionsanalyse in Papaver Spezies - Spezialisierung der Biosynthesegene

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Wolfgang Brandt
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5453194

Durch den Vergleich der Genexpression mit den Benzylisochinolinprofilen in Papaver Spezies konnten Biosynthesegene charakterisiert werden, die sich zusammen mit anderen Biosynthesegenen des Sekundärstoffwechsels in Multigenfamilien einordnen lassen. Die Salutaridin Reduktase aus Papaver somniferum gehört zur Familie der Short Chain Dehydrogenasen (SDR). Die am nächsten mit der Salutaridin Reduktase verwandte SDR ist die Menthon: Neomenthol Reduktase der Mentholbiosynthese in Mentha x-piperita. Beide Enzyme leiten sich von dem Primärstoffwechselenzym Alkohol Dehydrogenase ab und haben während der Evolution ihre hohen Substratspezifitäten ausgebildet. Die aus Papaver somniferum isolierten O-Methyltransferasen (OMTs) zeigen unterschiedlich hohe Substratspezifitäten, die breiteste davon schließt auch einfache Phenole ein. Es wird daher angenommen, dass sich diese OMTs aus den Methyltransferasen des Phenylpropanstoffwechsels entwickelten. Dieses Projekt hat zum Ziel, die molekularen Grundlagen dieser Spezialisierung zu untersuchen. Ausgehend von Modellen der Proteinstruktur sollen durch ortsgerichtete Mutagenese die Aminosäuren der Substratbindetasche verglichen werden. Es ist beabsichtigt, durch gezielte Modifizierung die Spezifität der Enzyme zu verändern um die im Laufe der Evolution zu höheren Substratspezifitäten führenden Aminosäureaustausche zu identifizieren.

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