Lead

Bakterielle aromatische Polyketide und Tropone sind Naturstoffe mit vielseitigen Bioaktivitäten, welche sowohl essentielle Rollen in der Natur einnehmen (beispielsweise im Rahmen symbiotischer Interaktionen), als auch potentielle Leitstrukturen für die Entwicklung von Wirkstoffkandidaten für medizinische Anwendungen sind. Die Biosynthese dieser Verbindungen ist oftmals nur unzulänglich beschrieben, insbesondere bezüglich der Bildung der teils komplexen Pharmakophore, sowie des Einbaus von sauerstoff- oder schwefelhaltigen funktionellen Gruppen. Ein besseres Verständnis über diese Prozesse könnte beispielsweise für die Herstellung neuartiger bioaktiver Abkömmlinge dieser Verbindungen ausgenutzt werden.

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Unsere primären Ziele sind es, die einzelnen enzymatischen Schritte der bakteriellen Biosynthese aromatischer Polyketide (wie der Rubromycine) sowie der Tropone (Tropodithietsäure und andere schwefelhaltige Tropone) im Detail zu verstehen, welche oftmals antibiotische oder krebshemmende Aktivitäten aufweisen. Im Falle der Polyketide beinhaltet dies die Untersuchung insbesondere sauerstoffübertragender Enzyme und deren ungewöhnlicher Regulation mittels Acetyltransferasen. Bei den Troponen soll hingegen der kryptische S-Einbau aufgeklärt werden, bevor Schlüsselenzyme aus den jeweiligen Biosynthesewegen bezüglich ihrer räumlichen Struktur und ihres Reaktionsmechanismus im Detail charakterisiert werden. Dieses Wissen wird daraufhin für die Herstellung neuartiger Derivate dieser Naturstoffklassen eingesetzt, welche zudem bezüglich ihrer Bioaktivitäten untersucht werden sollen.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Unsere Arbeit wird neue Erkenntnisse über enzymatische Reaktionen liefern, die von zentraler Bedeutung für die Herstellung komplexer mikrobieller Naturstoffe sind. Das erworbene Wissen soll als Grundlage dienen, diese Enzyme gezielt einzusetzen und abzuändern, um neuartige bioaktive Verbindungen und somit potentielle Wirkstoffkandidaten herzustellen.