Biosynthese von Ergotalkaloiden in Aspergillus und Penicillium: Bildung und Umsetzung von Chanoclavin-I und Fumigaclavin B

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Ergotalkaloide aus Claviceps purpurea werden seit langem klinisch angewendet. Fumigaclavine (Abb. 1) haben die gleiche Grundstruktur und den gleichen biogenetischen Ursprung wie Lysergsäure (Abb. 1), die saure Komponente der Ergotalkaloide aus C. purpurea. Deshalb sind die Untersuchungen zur Biosynthese von Fumigaclavinen auch für das Verständnis der Biosynthese von Ergotalkaloiden aus C. purpurea von Bedeutung. Die Identifizierung der biosynthetischen Gencluster von Fumigaclavinen in Aspergillus fumigatus und Penicillium commune bietet eine optimale Voraussetzung für die Untersuchung der Biosynthese von Ergotalkaloiden. Im vorliegenden Projekt sollen die gemeinsamen Reaktionsschritte in der Biosynthese von Ergotalkaloiden, die Bildung von Chanoclavin I sowie dessen Oxidation zu Chanoclavin I-Aldehyd, durch Klonierung der involvierten Gene aus einer cDNA-Bank aus A. fumigatus und anschließende biochemische Charakterisierung der überproduzierten Enzyme untersucht werden. Außerdem sollen zwei für Aspergillus und Penicillium spezifische Reaktionsschritte, nämlich die Bildung des Fumigaclavin B aus Pyroclavin bzw. Agroclavin sowie seine Acetylierung zu Fumigaclavin A, untersucht werden. Dies soll durch eine Inaktivierung des Gens fgaP450 aus P. commune bzw. durch die biochemische Charakterisierung des Proteins FgaAT aus A. fumigatus erreicht werden.