Molekulare Evolution der Wasserstoffperoxid-abhängigen Hydroxylierungsaktivität von CYP106A2

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Stereo- und regioselektive Steroidhydroxylierungen gehören zu den chemisch komplizierten und aufwendigen Verfahren. CYP106A2 ist eine Cytochrom P450-abhängige Steroidhydroxylase, die 11-Desoxycorticosteron selektiv in der 15ß-Position hydroxyliert. Sie benötigen dafür Elektronen, die über eine FAD-abhängige Reduktase und eine Eisen-Schwefel-Protein zur Verfügung gestellt werden. Einige Cytochrome P450 können aber auch mit Hilfe von Peroxiden Hydroxylierungen katalysieren. Das Ziel des Projektes besteht darin, mit Hilfe der Methoden der molekularen Evolution (Zufallsmutagenese bzw. DNA-Shuffling und Selektion der gewünschten Mutanten) eine essentielle Verbesserung der Peroxid-abhängigen Hydroxylierung durch CYP106A2 zu erreichen. Das Labor von Dr. F. Arnold wurde für den Aufenthalt (2 Monate im Rahmen eines Forschungsfreisemesters) ausgewählt, weil sie: 1) als Pionierin auf dem Gebiet des evolutiven Proteindesigns gilt; 2) bereits ein anderes Cytochrom P450 (CYP101) evolutiv dahingehend entwickelt hat, dass die Hydroperoxid-abhängige Aktivität dieses Enzyms entscheidend verbessert werden konnte; 3) der Antragstellerin die Möglichkeit bietet, konzeptionelle und experimentelle Ansätze auf dem Gebiet des evolutiven Proteindesigns in ihrem Labor unmittelbar kennenzulernen.