FWF - BBE - Die Familie der "Berberine bridge enzymes" in Pflanzen

Enzyme aus der Familie der “Berberine Brücken Enzyme” (BBE) spielen eine zentrale Rolle in der Biosynthese von Alkaloiden (z. B. dem Berberin im Kalifornischen Goldmohn, Eschscholzia californica) und Terpenen (z. B. die Cannabinoide des Hanf, Cannabis sativa). In A. thaliana wurden 28 Gene identifiziert, die aufgrund von Sequenzähnlichkeiten der BBE-Familie angehören allerdings ohne diesen eine biochemische Funktion zuordnen zu können. In den letzten Jahren haben unsere Forschungsanstrengungen zu einem detaillierten Verständnis der Struktur-Funktions Beziehungen des BBE aus dem kalifornischen Goldmohn geführt. Diese Kenntnisse möchten wir nunmehr einsetzen, um die biochemischen Eigenschaften und die damit einhergehenden physiologischen Funktionen der BBE-ähnlichen Enzyme in A. thaliana zu entschlüsseln. Kürzlich ist es uns gelungen nachzuweisen, dass ein Vertreter dieser Enzymfamilie Monolignole, wie z. B. p-Coumarylalkohol, zu den korrespondierenen Aldehyden umsetzt. Da diese Verbindungen wichtige Funktionen bei der pflanzlichen Zellwandbiosynthese spielen, gehen wir davon aus, dass die BBE-ähnlichen Enzyme eine Funktion im Stoffwechsel der Zellwand ausüben. Ziel unseres Forschungsprojektes ist es daher durch Kombination von Enzymologie, Substratsreening und struktureller Bioinformatik die biochemische und physiologische Rolle der BBE-ähnlichen Enzyme zu entschlüsseln. Durch diese Verzahnung von Strukturbiologie, Biochemie und Pflanzenphysiologie erhoffen wir Einblicke in die Funktion der Familie der BBE-ähnlichen Proteine in A. thaliana zu erhalten.