3D-Structures and Reaction Mechanisms of Rauvolfia Enzymes
Final Report Abstract
Für das Verständnis der Biosynthesewege pflanzlicher Sekundärmetabolite ist es nicht allein wichtig, die einzelnen Biosyntheseschritte auf genetischer und enzymatischer Ebene aufzuklären, sondern auch einen tieferen Einblick in die strukturellen Eigenschaften der Enzyme und damit in die Gründe für deren Substratspezifität zu erlangen. Innerhalb des Projektes konnten die Röntgenstrukturen von sechs verschiedenen Enzymen der monoterpenoiden Indolalkaloid-Biosynthese entweder erhalten oder zusätzliche Informationen über Strukturen von Mutanten und Enzymen im Komplex mit Substraten und Cosubstraten sowie Inhibitoren erhalten werden. Die Analyse der Strukturen konnte Aufschluss über die Reaktionsmechanismen und wichtige Einblicke in die Gründe für oft hohe Substratspezifität geben. Damit konnten die Arbeiten die Grundlage für rationelles Enzymdesign zur Erweiterung der Substratakzeptanz als auch zum Design spezifischer Inhibitoren geben.
Publications
- Molecular Architecture of Strictosidine Glucosidase: The Gateway to the Biosynthesis of the Monoterpenoid Indole Alkaloid Family. Plant Cell 2007, 19, 2886-2897
Barleben L, Panjikar S, Ruppert M, Koepke J, Stöckigt J
- Structure-Based Engineering of Strictosidine Synthase: Auxiliary for Alkaloid Libraries. Chem. Biol. 2007, 14, 979-985
Loris E, Panjikar S, Ruppert M, Barleben L, Unger M, Schübel H, Stöckigt J
- Purification, Cloning, Functional Expression and Characterization of Perakine Reductase – the First Example from the AKR Enzyme Family Specifically Extending the Alkaloidal Network of the Plant Rauvolfia. Plant Mol. Biol. 2008, 67, 455-467
Sun L, Ruppert M, Sheludko Y, Warzecha H, Zhao Y, Stöckigt J
- Strictosidine Synthase: Mechanism of a Pictet-Spengler Catalyzing Enzyme. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 710-723
Maresh JJ, Giddings L-A, Friedrich A, Loris EA, Panjikar S, Trout BL, Stöckigt J, Peters B and O'Connor SE
- Structural basis and enzymatic mechanism of the biosynthesis of C9- from C10-Monoterpenoid indole alkaloids. Angew. Chem.(Intern. Ed.) 2009, 48, 5211-5213. Strukturbasis und Enzym Mechanismus der Biosynthese von C9-aus C10-monoterpenoiden Indol-Alkaloiden. Angew. Chem. 2009, 121, 5313-5315
Yang L, Hill M, Wang M, Panjikar S and Stöckigt J
- The Pictet-Spengler Reaction in Nature and in Organic Chemistry. Angewandte Chemie-International Edition 2011, 50, 8538-8546
Stöckigt J, Antonchick AP, Wu F, Waldmann H
- Crystal Structure of Perakine Reductase, a Founding Member of a Novel Aldo-Keto Reductase (AKR) Subfamily which Undergoes Unique Conformational Changes during NADPH Binding, J. Biol. Chem. 2012, 287, 11213-11221
Sun L, Chen Y, Rajendran C, Mueller U, Panjikar S, Wang M, Mindnich R, Rosenthal C, Penning TM and Stöckigt J
(See online at https://doi.org/10.1074/jbc.M111.335521) - Pharmaceutical Biotechnology – Drug discovery and clinical applications. 2012 Wiley-Blackwell, 2nd edition
Kayser, O. and Warzecha, H.
- Scaffold Tailoring by a Newly Detected Pictet–Spenglerase Activity of Strictosidine Synthase: From the Common Tryptoline Skeleton to the Rare Piperazino-indole Framework. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1498–1500
Wu F, Zhu H, Sun L, Rajendran C, Wang M, Ren X, Panjikar S, Cherkasov A, Zou H and Stoeckigt J
- Structures of Alkaloid Biosynthetic Glucosidases Decode Substrate Specifictiy, ACS Chemical Biology 2012, 7, 226-234
Xia L, Ruppert M, Wang M, Panjikar S, Lin H, Rajendran C, Barleben L and Stöckigt J
(See online at https://doi.org/10.1021/cb200267w) - The impact of structural biology on alkaloid biosynthesis research. Natural Product Reports 2012, 29, 1176-1200
Panjikar S, Stöckigt J, O’Connor S and Warzecha H
(See online at https://doi.org/10.1039/c2np20057k)
