Biosynthese des Molybdän-Kofaktors aus Molybdän- und Wolframenzymen. Isolierung, Identifizierung und chemische Modifizierung des Molybdopterin Precursor Z aus dem Bakterium E. coli

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Molybdän- und Wolframenzyme konstituieren eine wichtige Metalloenzymklasse, die auch für den Menschen lebenswichtig ist. Alle diese Oxidoreduktasen haben einen Molybdän-Kofaktor im aktiven Enzymzentrum mit zwei immer vorhandenen Merkmalen: Das Metallion und einen oder zwei hydrierte Pterinliganden, die über eine in der Natur sehr ungewöhnliche Dithiolengruppierung an das Metallion koordiniert sind. Dieser Pterinligand - das Molybdopterin - wird aus einer Vorläuferverbindung biosynthetisiert - dem Molydopterin Precursor Z -, dessen postulierte Struktur vermutlich nicht korrekt ist. Die Isolierung, strukturelle Identifizierung und chemische Modifizierung dieser Schlüsselverbindung in der Biosynthese nahezu aller Molybdän- und Wolframenzyme ist das Ziel dieses Projektes. Precursor Z soll aus einer Mutante des Bakteriums E. coli in größeren präparativen Mengen isoliert werden. Die Isolierung der luftempfindlichen Substanz soll mit Hilfe von Festphasenextraktions- und HPLC-Methoden unter anaeroben Bedingungen erfolgen. Nach der endgültigen strukturellen Identifizierung soll die Vorläuferverbindung durch synthetische Modifizierung stabilisiert werden und durch chemische Einführung von Schwefelgruppen einer Modellverbindung des Molybdopterins nahekommen. Diese Arbeiten werden große Auswirkungen auf die Aufklärung des Biosyntheseweges in Molybdän- und Wolframenzymen haben.