Untersuchungen zur Struktur, Synthese und Biosynthese vom Typ-III-Lantibiotika des Labyrinthopeptin-Typs

• Applicant: Professor Dr. Roderich D. Süßmuth
• Subject Area: Biological and Biomimetic Chemistry
• Term: from 2007 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 41386513

Aus Kulturfiltraten eines Actinomyceten-Stammes wurden drei Peptide isoliert, die Labyrinthopeptin A1, A2 und A3 genannt wurden. Die strukturelle Charakterisierung ergab für die Verbindung A2 einen Lanthionin-Strukturtyp mit einer neuen posttranslationalen Modifikation, die Labionin (Lab) genannt wurde. In Arbeiten des Erstantrags wurde das Biosynthesegencluster gefunden und sequenziert und wichtige Biosynthesegene funktional zugeordnet. Hierbei ergab sich, dass die Labyrinthopeptine den bisher kaum erforschten Typ-III-Lantibiotika zugeordnet werden müssen, die in zahlreichen Actinomyceten vertreten sind. Die Überexpression des Lab-synthetisierenden Enzyms LabKC und in vitro-Umsetzungen waren erfolgreich. In diesem Teilprojekt soll die C-C-bindungsbildende Kinase-Cyclase LabKC mechanistisch genau untersucht werden. Dies erfordert die Synthese einer Vielzahl von Vorläuferpeptidsubstraten, sowie die Expression einer Reihe von LabKC-Proteinkonstrukten. Schließlich soll LabKC kristallisiert werden, um so tiefere Einblicke in einen möglichen Biosynthesemechanismus zu erhalten. Versuche zur Totalsynthese, die nun auf der Stufe eines wichtigen Aminosäurenvorläufers sind, sollen zu Ende geführt werden. Von der Totalsynthese können neue Erkenntnisse zur carbazyklischen Seitenkettenverbrückung von Peptiden und Stabilisierung von Peptidkonformationen erwartet werden, wie dies bereits für die Seitenkettenverbrückung anhand längerer Ketten durch Metathese gezeigt worden ist.

• DFG Programme: Research Grants