Nichtkonventionelle CN-Ligationskatalyse: Programmierung der Enzymspezifität durch Substratmimetika

• Applicant: Professor Dr. Frank Bordusa
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2001 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5329308

Enzymkatalysierte CN-Ligationen stellen eine innovative Herausforderung dar, für die in der Natur kein in optimaler Weise geeignetes Enzym zur Verfügung steht. Der aus synthetischer Sicht ideale Biokatalysator sollte eine möglichst spezifitätsneutrale, universell einsetzbare CN-Ligase sein. Diese Fähigkeit besitzt zwar die ribosomale Peptidyltransferase, allerdings ist deren Aktivität vom kompletten Translationsapparat abhängig. Daher verbleibt, wenn man von den nur für spezielle Fälle anwendbaren bakteriellen Multienzymkomplexen absieht, als praktikable Alternative für CN-Ligationen nur das reverse Hydrolysepotential von Proteasen. Trotz geeigneter Manipulationen sind aber beim Einsatz von Proteasen proteolytische Nebenreaktionen nicht völlig auszuschließen. Hinzu kommt, daß nichtcodierte Aminosäurebausteine im Allgemeinen nicht als Substrate akzeptiert werden. Völlig neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet die Verwendung von Substratmimetika. Ziel dieses Projektes ist die weitere Aufklärung des Mechanismus der Substratmimetikavermittelten Katalyse durch theoretische wie auch experimentelle Methoden. Darüber hinaus soll das synthetische Potential dieses enzymatischen Ansatzes insbesondere für den Einbau modifizierter Aminosäuren, von Aminosäurekonjugaten, Reporter- und Markergruppierungen wie auch nichtaminosäureartiger Derivate untersucht werden. Die Gutachtergruppe des SFB 1813 schrieb zum Teilprojekt B 3: Der Projektleiter gehe davon aus, daß sich durch die Verwendung von Substratmimetika völlig neue synthetische Anwendungsmöglichkeiten eröffneten. Aufbauend auf bereits erbrachten Vorarbeiten strebe er die weitere Aufklärung des Mechanismus der Substratmimetika-vermittelten Katalyse durch theoretische und vor allem experimentelle Methoden an. Ein weiterer Schwerpunkt des Antrags sei die Untersuchung des synthetischen Potentials dieses enzymatischen Ansatzes insbesondere für den Einbau modifizierter Aminosäuren, von Aminosäurekonjugaten, Reptorter- und Markergruppierungen wie auch nichtaminosäureartiger Carboxyl- und Aminoderivaten. Das Projekt sei von einem Nachwuchswissenschaftler der MaxPlanck-Gesellschaft in Halle eingebracht worden. Herr Bordusa fertige derzeit seine Habilitation an und habe die Absicht, aufgrund der vorhandenen Infrastruktur und der ihm zugesagten Unterstützung aus der Grundausstattung das beantragte Projekt in Leipzig durchzuführen. Für den Sonderforschungsbereich stelle dieses Vorhaben mit dem in ihm enthaltenen enzymatischen Ansatz eine wichtige Bereicherung dar. Es bringe Methoden außerhalb der Biosynthese ein, die bei der thematischen Ausrichtung des Sonderforschungsbereichs auch vertreten sein sollten. Auch für Herrn Bordusa sei die geplante Beteiligung mit Sicherheit von großem Nutzen. Das Teilprojekt sei qualitativ sehr gut, es sei - im positiven Sinn - risikoreich und werde zur Förderung empfohlen. Förderempfehlung: 1 BAT IIa/2-Stelle für drei Jahre; Sachmittel: 60.000 DM für drei Jahre.

• DFG Programme: Research Grants