Halogenasen aus Actinomyceten : funktionelle und phylogenetische Studien

Actinomyceten produzieren eine enorme Vielfalt unterschiedlichster biologisch aktiver Sekundärmetabolite, die für die Suche nach neuen Medikamenten eingesetzt werden können. Die Nutzung dieser Ressource im Wirkstofffindungsprozess ist jedoch nicht trivial und meist recht aufwendig. Daher ist trotz großer historischer Erfolge in jüngerer Vergangenheit die Bedeutung von Naturstoffen in der Medikamentenentwicklung zurückgegangen. <br> <br>Im Rahmen dieser Dissertation konnte ein molekularbiologisches Verfahren etabliert werden, das bei geringem Kostenaufwand die Durchmusterung einer kompletten Stammsammlung bezüglich ihres biosynthetischen Potentials in kürzester Zeit ermöglicht. Dieses Verfahren nutzt den Zusammenhang zwischen Nukleotidsequenz und Substratspezifität eines Biosyntheseenzyms. Wie in dieser Arbeit demonstriert wurde, kann durch seine Anwendung an geeigneten Biosynthesegenen, so genannten Markern, entweder ganz gezielt nach Produzenten einer bestimmten Sekundärmetabolitsubstanzklasse oder relativ breit nach Produzenten von Naturstoffen unterschiedlicher Klassen mit einem bestimmten Strukturmotiv gesucht werden. <br>In dieser Arbeit wurden Halogenasegene als genetische Marker verwendet, um eine Vorhersage treffen zu können, welche Sekundärmetabolitklassen von den etwa 550 untersuchten Actinomycetenstämmen produziert werden. Gene mit Homologien zu bekannten Halogenasen aus Naturstoff-Biosynthesegenclustern wurden in 20% der Stämme entdeckt. Sekundärmetabolite unterschiedlicher Klassen wurden isoliert und ihre Struktur bestimmt. Die Hypothese der Korrelation zwischen Nukleotidsequenz und Substratspezifität konnte für Halogenasen, die an der Biosynthese von Glykopeptiden und Xanthonen beteiligt sind, bestätigt werden. Des Weiteren wurden putative Produzenten von Lipoglykodepsipeptiden, Enediynen, Ansamycinen, Aminocoumarinen und Makroliden identifiziert. Bei den Xanthonen konnte ein Derivat isoliert werden, das im Vergleich zu der bisher bekannten Verbindung über eine zusätzliche Aktivität gegen Gram-negative Bakterien verfügt. <br> <br>Weiterhin wurde in der vorliegenden Arbeit gezeigt, dass durch Nutzung der durch das oben beschriebene Suchverfahren identifizierten Enzyme und Biosynthesegencluster in molekularbiologischen Ansätzen, Naturstoffe derivatisiert werden können. Neue Derivate wurden durch Biokatalyse, kombinatorische Biosynthese und die Variation von Fermentationsparametern hergestellt. Zusätzlich konnte durch die Nutzung der Transposon-Mutagenese erfolgreich eine Reihe neuer Xanthonderivate hergestellt werden.

Author dc:creator

• Hornung, Andreas

Contributors dc:contributor

• Bechthold, Andreas

• Actinomyceten
• Naturstoffe
• Halogenasen
• Biosynthesegencluster
• actinomycetes
• natural compounds
• halogenases
• biosynthetic gene cluster

Repository record source_url

https://freidok.uni-freiburg.de/data/2175

OAI identifier oai:identifier

oai:freidok.uni-freiburg.de:2175