Structural Enzymology of Hydroxylation Reactions on Aromatic Compounds

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Metalloenzyme katalysieren zentrale Schritte im mikrobiellen Abbau aromatischer Verbindungen. Um die zentrale Ringspaltung zu ermöglichen müssen zahlreiche aromatische Verbindungen zuerst hydroxyliert werden. Im Abbau der N-heterozyklischen Verbindung Chinolin durch Pseudomonas putida 86 wird die erste Hydroxylierung durch das Molybdo-Eisen-Schwefel-Flavoenzym Chinolin-2-Oxidoreduktase katalysiert, während die darauf folgende Hydroxylierung durch die Nicht-Häm-Eisen Rieske-Oxygenase 2-Oxochinolin-8-Monooxygenase katalysiert wird. Die Arbeiten dieses Antrags haben die Aufklärung der molekularen Mechanismen von Molybdänhydroxylasen und Rieske-Typ Oxygenasen in aromatischen Abbauwegen zum Ziel. Die Kristallstrukturen der Chinolin-2-Oxidoreduktase und der Oxygenasekomponente der 2-Oxochinolin-8Monooxygenase konnten bei einer Auflösung von 1.8 A bestimmt werden. Das verwandte Molybdoenzymes, Chinaldin-Oxidase, und die Reduktasekomponente der 2-Oxochinolin-8Monooxygenase konnten bereits kristallisiert werden.Zur Aufklärung der Reaktionsmechanismen sollen kristallographische Methoden kombiniert werden mit transienten kinetischen Messungen und Computersimulationen.