Cyclic and linear peptides from cyanobacterial water blooms: distribution, structure and enzyme-inhibiting peptide interaction

• Applicant: Professor Dr. Jürgen Weckesser
• Subject Area: Hydrogeology, Hydrology, Limnology, Urban Water Management, Water Chemistry, Integrated Water Resources Management
• Term: from 1999 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5167508

Zyklische und lineare Peptid-Sekundärmetabolite aus Cyanobakterien sind aufgrund ihrer Enzym-inhibitorischen Wirkung von pharmazeutischen und zellbiologisch-biochemischem Interesse. Bevorzugt bearbeitet wurden bisher die Microcystine aufgrund ihrer hepatotoxischen Wirkung. Inzwischen sind jedoch andere und in ihrer Struktur völlig verschiedene zyklische und lineare Peptide mit ebenfalls enzym-inhibitorischer Wirkung aus Cyanobakterien bekannt geworden. Zum Beispiel wurde die Protease-hemmende Wirkung der Cyanopeptoline ebenfalls bis hin zur Enzym-Hemmstoff Interaktion auf atomarer Ebene untersucht. Die zu erwartende Bedeutung der Aktivität dieser und weiterer Peptide aus Cyanobakterien (z.B. Microginine, Aeruginopeptine und in ihrer Struktur noch unbekannte Peptide) für die Ausbildung von Wasserblüten und damit ihre ökologische Auswirkung im aquatischen Biotop ist jedoch bisher nicht bekannt. Die Arbeitsgruppe will zu dieser Frage mit zwei Zielsetzungen beitragen: (1) zunächst ist die Häufigkeit und das Verteilungsmuster der zyklischen und linearen cyanobakteriellen Peptide in Wasserblüten am Beispiel deutscher Seen empirisch zu erfassen. (2) Die Peptide sind zu isolieren, analytisch-chemisch zu beschreiben und in ihrer Struktur aufzuklären. (3) Mit Isolaten im präparativen Maßstab ist die Spezifität der zu erwartenden Enzym-hemmenden Wirkung dieser Peptide auszutesten und zu quantifizieren. Im Fall potenter Wirkung der Peptide ist (im Einzelfall) die Interaktion von Enzym-Hemmstoff durch röntgenspektroskopiche Vermessung von Enzym-Hemmstoff Cokristallen angestrebt.

• DFG Programme: Research Grants