Vitamin B6 Biosynthese bei Bakterien und Pflanzen

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Vitamin B6 wird bei Pflanzen, Einzellern und den meisten Bakterien von einem einzelnen, großen Enzymkomplex bestehend aus 24 Proteinen synthetisiert. Die PLP-Synthase ist als heterodimere Glutamin-Amidotransferase die katalytisch wirksame Untereinheit, und sie kann Pyridoxal 5’-phosphat (PLP), die biologisch aktive Form von Vitamin B6, aus einem Fünffach- und einem Dreifach-Zucker synthetisieren. Als Stickstoffquelle wird dabei die Aminosäure L-Glutamin benötigt. Trotz eines guten Verständnisses dieser wichtigen Enzymklasse sowie intensiver Forschung an der PLP Synthase steht die Forschung am Anfang. Unter anderem fehlen eine Beschreibung der katalytischen Zentren und des Reaktionsmechanismus. Auch ist derzeit nicht klar gezeigt, wie das Produkt der einen Teilreaktion, Ammoniak, zum Reaktionszentrum der PLP-Synthase gelangt, und welche Signale die beiden enzymatischen Aktivitäten koordinieren. Wir möchten unsere begonnene Protein-kristallographische Beschreibung fortsetzen, und durch Studien an Enzym/Substrat-Komplexen ergänzen. Ferner soll die Arbeit auf pflanzliche Systeme ausgedehnt werden, denn im Unterschied zum bakteriellen System findet sich hier eine strikte enzymatische Kopplung von Glutaminase und Synthase.