Biosynthesis of merochlorins - A novel class of highly active halogenated polyketide antibiotics from marine Streptomyces sp.

• Antragsteller: Professor Dr. Robin Teufel
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 215534120

Marine Bakterien haben sich unlängst als wichtige Quelle chemisch ausgeprägter antimikrobiell wirksamer Stoffe hervorgetan, die das Potential für medizinische Anwendungen bei ansteckenden Krankheiten oder Krebs besitzen. Eine Vielzahl solcher Verbindungen wird durch den Gebrauch aromatischer Polyketid-Gerüste synthetisiert, welche zweckbestimmt oxidativ zugeschnitten werden um so bedeutend zu der hohen biologischen Wirksamkeit der Substanzen beizutragen. Kürzlich wurde gezeigt dass marine Streptomyces sp. eine einzigartige Klasse hochaktiver chlorinierter Polyketid Antibiotika (Merochlorine) produzieren, welche möglicherweise von prenylierten und halogenierten Tetrahydroxynaphthalin-Vorläufern abstammen. Vanadiumabhängige Chloroperoxidasen katalysieren vermutlich die entscheidenden ringbildenden und ringerweiternden Schritte.Diese Studie zielt darauf ab, die Biosynthese der neuartigen Merochlorin Antibiotika zu untersuchen. Das Hauptaugenmerk dieses Projektes liegt hierbei auf der Erkundung der biochemischen Schritte, welche zu den modifizierten Tetrahydroxynaphthalin Vorläufermolekülen führen, neben der Untersuchung der postulierten beispiellosen, durch Chloroperoxidase katalysierten Makrozyklisierungs-, Ringbildungs- und Ringerweiterungsreaktionen. Systematische Geninaktivierung, in vitro Studien heterologer Proteine und ihrer katalytischen Eigenschaften, zielgerichtete Mutagenese und Röntgenstrukturanalyse sollen dazu dienen die beteiligten Proteine funktionell zu kennzeichnen und zu charakterisieren und die zu Grunde liegenden Reaktionsmechanismen aufzudecken, mit dem letztendlichen Ziel der Errichtung biosynthetischer Pipelines für die Antibiotikabewertung in biologischen Bewertungssverfahren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Bradley S. Moore