Molekulare Evolution der Necinsäure-Biosynthese bei Pyrrolizidin-Alkaloiden des Lycopsamintyps

• Applicant: Professor Dr. Dietrich Ober
• Subject Area: Plant Biochemistry and Biophysics
• Term: from 2003 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5404932

Pyrrolizidin-Alkaloide vom Lycopsamine-Typ kommen in drei Pflanzenfamilien vor, den Asteraceae (Tribus Eupatorieae), Boraginaceae und Apocynaceae. Alle Esteralkaloide vom Lycopsamin-Typ zeichnen sich dadurch aus, dass die für Pyrrolizidine üblichen Necinbasen mit einer einzigartigen Necinsäure, einer verzweigtkettigen C7-Säure, verestert sind. 13C-Tracer-Versuche belegen überzeugend, dass im Zuge der Biosynthese der C7-Säure die aus dem Valinstoffwechsel stammende 2-Oxoisovaleriansäure analog zu den durch das Enzym Acetolactat-Synthase katalysierten Reaktionen bei der Valin/Isoleucin-Biosynthese mit einem Hydroxyethylrest (aktiver Acetaldehyd) verknüpft wird. Das Enzym soll nun mit molekularbiologischen Methoden identifiziert und zwecks Charakterisierung zur Expression gebracht werden. Mit Kenntnis der Sequenz ließe sich der evolutive Ursprung dieses Enzyms zurückverfolgen und es könnten Belege für die mögliche Rekrutierung einer Acetolactat-Synthase aufgedeckt werden. Da die Pyrrolizidin-Alkaloide des Lycopsamin-Typs in nicht nahe miteinander verwandten Familien vorkommen, soll geklärt werden, ob dieses Enzym möglicherweise polyphyletischen Ursprungs ist, wie es bereits für ein spezifisches Enyzm der Necinbasen-Biosynthese belegt werden konnte.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1152: Evolution of Metabolic Diversity