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Einsichten in die Biosynthese der Polytheonamide aus dem Meeresschwamm Theonella swinhoei

深入了解海海绵 Theonella swinhoei 中聚神酰胺的生物合成

基本信息

批准号：
204243947
负责人：
Professor Dr. Jörn Piel
金额：
--
依托单位：
Institut für Mikrobiologie
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/204243947?language=en
关键词：
Einsichten die Biosynthese der Polytheonamide

项目摘要

Die hochzytotoxischen Polytheonamide aus dem Meeresschwamm Theonella swinhoei besitzen mehrere außergewöhnliche Eigenschaften: sie gehören zu den größten bekannten nichtproteinösen Sekundärmetaboliten, können als einzelne Moleküle Ionenkanäle in Membranen bilden und besitzen eine bemerkenswerte, hochmodifizierte Peptidstruktur aus 48 alternierend konfigurierten Aminosäuren, von denen 22 eine nichtproteinogene Konstitution besitzen. In Vorarbeiten stellte sich heraus, dass Polytheonamide überraschender Weise dennoch ribosomalen Ursprungs und damit zu einem neuen Naturstofftyp gehören. In diesem Projekt soll untersucht werden, wie die zahlreichen ungewöhnlichen posttranslationellen Modifikationen (Anfügung einer N-terminalen Gruppe unklarer Herkunft, über 20 Methylierungen – davon mindestens 14 an nichtaktivierten Positionen –, 4 Hydroxylierungen und 18 Epimerisierungen) erzeugt werden. Dazu soll der gesamte Biosynthesegencluster aus dem Metagenom des Schwamms isoliert und sequenziert werden. Genfunktionen sollen anschließend in vivo und in vitro durch Expression des Clusters und biochemisches Studium von Enzymen aufgeklärt werden. Die Arbeiten könnten das grundlegende Verständnis von Peptidbiosynthesen signifikant erweitern und den Ausgangspunkt zur Erzeugung nichtnatürlicher Peptidanaloga durch Veränderung der beteiligten Proteine darstellen.

来自Meeresschwamm Theonella swinhoei的高毒性聚theonamide具有更高的特征：它们具有更高的不含蛋白质的代谢产物，在膜结构中含有一种分子离子，高修饰的肽结构来自48种氨基酸，其中22种为不含蛋白质的结构。在这方面，聚乙酰胺可以使核糖体的活力和破坏力大大增强。在该项目中，我们使用了后手性修饰（Anfügung einer N-terminalen Gruppe unklarer Herkunft，20 Methylierungen - davon mindestens 14 an nichtaktivierten Positionen -，4 Hydroxylierungen und 18 Epimerisierungen）。大足县通过Schwamms元基因组进行生物合成，分离和测序。通过表达簇和生物化学研究，在体内和体外产生功能，研究酶的表达韦尔登。Die Arbeiten könnten das grundamente de Verständnis von Peptidbiosynthesen signifikant erweitern und den Ausgangspunkt zur Erzeugung nichtnatürlicher Peptidanaloga durch Veränderung der beteiligten Proteine darstellen.