Enzym-Entwicklung durch InDel Mutagenese in Loops des aktiven Zentrums

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Hauer
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445351264

Das Enzym-Engineering entwickelt sich zu einer ausgereiften Technologie, mit großer Auswirkung auf unterschiedliche Bereiche wie industrielle Biokatalyse, Biomedizin und synthetische Biologie. Um Proteine zu optimieren, nutzen Proteiningenieure hauptsächlich Aminosäuresubstitutionen, unabhängig von der Engineering-Strategie. Dies steht im starken Widerspruch zur natürlichen Evolution, bei der neben Substitutionen besonders Insertionen und Deletionen (InDels) eine Schlüsselrolle spielen. Angesichts der Effektivität von InDels in der natürlichen Evolution, besitzt InDel-Engineering großes Potenzial um die Enzym-Optimierung weiter zu beschleunigen und zu verstehen. Im Rahmen dieses Projects werden wir InDel-Engineering von Loops des aktiven Zentrums systematisch studieren. Wir konzentrieren uns auf Rieske-Nicht-Häm-Dioxygenasen als aufstrebende Klasse von Biokatalysatoren, da wir in deren Loops des aktiven Zentrums besonders signifikante InDels gefunden haben. Die beantragte Forschung wird InDel-Engineering validieren, indem verschiedene Strategien zum Einbau von InDels verwendet und drei unterschiedliche Herausforderungen im Enzym-Engineering adressiert werden, nämlich Produktselektivität, Substratbreite und Zugang zu nicht-physiologischer Chemie. Alle Zielreaktionen sind von hohem Synthesewert oder von ökologischer Bedeutung. Wir beabsichtigen die Konsequenzen der eingeführten InDels auf die Enzymstruktur und Funktion zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Reinhart Koselleck-Projekte