Untersuchungen der Biosynthese von ungewöhnlichen Dialkylresorcinolen in Bakterien
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projektes war die Untersuchung der Dialkylresorcinol Biosynthese in Bakterien. Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen und es wurden die folgenden Ergebnisse erzielt: 1. Die Biosynthese der Dialkylresorcinole mit carboxy-Cyclohexandionen und Cyclohexandionen als Intermediaten wurde aufgeklärt und in vivo und in vitro untersucht. 2. Das dazu notwendige Schlüsselenzym, eine Ketosynthase, wurde modelliert und die vorhergesagten Substrate und Produkte wurden gedockt und so der Katalysemechanismus auf molekularer Ebene bestätigt. Zudem wurde das aktive Zentrum der Ketosynthase durch Aminosäureaustausch modifiziert und somit ein weiterer Funktionsbeweis geführt. 3. Es wurde gezeigt, dass der gefundene Biosyntheseweg neu und in vielen Bakterienarten verbreitet ist, zu denen auch viele Pathogene gehören. 4. Mit diesen Ergebnissen konnte der Biosyntheseweg der Isopropylstilbene in Photorhabdus ergänzt werden. Zusätzlich konnten auch die neu vorhergesagten Intermediate der Biosynthese isoliert und in der Struktur aufgeklärt werden. 5. Durch Mutasynthese wurden vier neue Stilbenderivate aus Photorhabdus erhalten. 6. Eine chemische Synthese der Dialkylresorcinole und der Cyclohexandione wurde entwickelt und erfolgreich angewendet. 7. Sieben verschiedene Flexirubine wurden aus unterschiedlichen Bakterien isoliert und in ihrer Struktur aufgeklärt. Sechs Derivate sind neu. In Azoarcus wurde eine neue Klasse von Flexirubinen entdeckt, die ein Hybrid aus Flexirubin und Xanthomonadin darstellt. Damit scheinen auch die Xanthomonadine weiter verbreitet zu sein als bisher angenommen. 8. Insgesamt 18 verschiedene Proteine der Flexirubin Biosynthese wurden in E. coli produziert und die Tyrosin Ammoniak Lyase und die Coumaroyl-CoA Ligase wurden im Detail enzymatisch charakterisiert und damit der Start der Polyenbiosynthese bestätigt werden. Des Weiteren konnte die Aktivierung der apo-ACPs zu holo-ACPs analytisch und biochemisch gezeigt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Formation of 1,3-Cyclohexanediones and Resorcinols Catalyzed by a Widely Occuring Ketosynthase. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4108-4112
S.W. Fuchs, K.A.J. Bozhüyük, D. Kresovic, F. Grundmann, V. Dill, A.O. Brachmann, N.R. Waterfield, H.B. Bode
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/anie.201210116) - Bioactive Derivatives of isopropylstilbenes from mutasynthesis and chemical synthesis, ChemBioChem 2014
M. Kronenwerth, A.O. Brachmann, M. Kaiser, H.B. Bode
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/cbic.201402447) - Facile synthesis of cyclohexanediones and dialkylresorcinols -bioactive natural products from entomopathogenic bacteria, Eur. J. Org. Chem., Vol 2014, Issue 36, December 2014, Pages 8026-8028
M. Kronenwerth, C. Dauth, M. Kaiser, I. Pemberton, H.B. Bode
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/ejoc.201403346) - Identification and biosynthesis of a novel xanthomonadin-dialkylresorcinol-hybrid from Azoarcus sp. BH72, PLoS ONE 2014, 9 (3): e90922
T.A. Schöner, S.W. Fuchs, B. Reinhold-Hurek, H.B. Bode
(Siehe online unter https://doi.org/10.1371/journal.pone.0090922) - Initiation of the flexirubin biosynthesis in Chitinophaga pinensis, Microbial Biotechnol. 2014
T.A. Schöner, S.W. Fuchs, C. Schönau, H.B. Bode
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/1751-7915.12110)
