Spectroscopic analysis of functionally essential radicals of the radical enzyme Ribonucleotide Reductase (RNR)

• Applicant: Dr. Friedhelm Lendzian
• Subject Area: Metabolism, Biochemistry and Genetics of Microorganisms
• Term: from 1999 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5177518

RNR stellt die Bausteine für die DNA-Synthese in der Zelle bereit und reguliert damit das Wachstum von Bakterien, Viren und Säugerzellen (Normalzellen und Tumorzellen), woraus die große medizinische Bedeutung des Enzyms bei der Bekämpfung bakterieller, viraler und Turmor-Erkrankungen resultiert. Das Redoxenzym nutzt in unikaler Weise proteingebundene freie Radikale beim Katalysezyklus, und repräsentiert ein seltenes Beispiel für einen biologischen nützlichen Einsatz freier Radikale, die ansonsten zytotoxisch sind und durch Schutzmechanismen in der Zelle eliminiert werden.
Das Projekt hat zum Ziel, die Struktur und "Arbeitsweise" dieser Protein-Radikale in RNR aufzuklären. Dazu werden für Radikale spezifische und bewährte Analysenmethoden der EPR-Spektroskopie (eine Technik der magnetischen Resonanz, die der NMR nahe verwandt ist) eingsetzt. Durch gezielte Modfizierung der Proteinstruktur (ortsgerichtete Mutanten) und durch strukturelle Variation der Substratmoleküle (substratanaloge Inhibitoren) sowie durch geeignet modellierte Teilschritte des Katalysezyklus sollen kurzlebige Radikalzustände stabilisiert und einer spektroskopischen Analyse zugänglich gemacht werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1071: Radikale in der enzymatischen Katalyse