Duftstoffe aus Actinomyceten - Identifizierung, Synthese und Biosynthese

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Actinomyceten sind eine reiche Quelle an Sekundärmetaboliten. Die Genome diverser Arten wurden sequenziert. Actinomyceten kodieren in der Regel mehrere Biosynthesegencluster für Polyketide oder nichtribosomale Peptide sowie Gene für Terpenzyklasen. Die Anzahl bekannter Metabolite ist aber viel geringer als durch das genetische Potential repräsentiert. Standardmäßig werden Sekundärmetabolite durch Extraktion von Kulturen und eine arbeitsintensive Aufreinigung isoliert. Flüchtige Verbindungen werden oft übersehen, da sie während der Entfernung von Lösungsmitteln verloren gehen.In Vorarbeiten wurden die Duftstoffe von Saccharopolyspora erythraea und weiteren Actinomyceten extrahiert und per GC-MS analysiert. Im Projekt sollen die für unbekannte Verbindungen erarbeiteten Strukturvorschläge durch Synthese bestätigt werden. S. erythraea produziert den typischen Pilzmetaboliten Mellein, dessen Biosynthese vermutlich durch eine der beiden kodierten iterativen Polyketidsynthasen (iPKS) katalysiert wird. Deletion dieser Gene soll nachweisen, welche iPKS an der Mellein-Biosynthese beteiligt ist. Die Funktion der einzelnen Enzymdomänen soll durch ortsgerichtete Mutagenese detailliert untersucht werden.Weiterhin produziert S. erythraea das Terpenoid Geosmin. Im Genom sind drei zu Geosmin-Synthasen homologe Terpenzyklasen kodiert. Die aufgereinigten Proteine sollen in vitro auf ihre Funktionalität untersucht werden. Hochkonservierte Aminosäurereste einer Geosmin-Synthase mit vermuteter Relevanz für die katalytische Aktivität sollen durch ortsgerichtete Mutagenese substituiert werden, um ein besseres Verständnis des Enzymmechanismus zu erhalten.Weitere Actinomyceten mit sequenzierten Genomen sollen auf neue interessante Duftstoffe untersucht werden.