FWF - DeoxyBioCat - Neugestaltung von Enzymkaskaden für Desoxyzucker

Projekt: Forschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

DeoxyBioCat: Erschließung der synthetischen Biologie von Desoxy-Zuckern über neu gestaltete biokatalytische Kaskaden Breiterer Forschungskontext/theoretischer Rahmen. Desoxy-Zucker sind spezielle Kohlenhydrate, in denen mindestens eine Hydroxygruppe substituiert ist. Die Desoxy-Zucker sind wichtige Erkennungsstellen in Oligosacchariden. Sie kommen vor allem in Naturprodukt-Glykosiden, einschließlich Antibiotika, vor. Die Bioaktivität dieser Deoxy-Zucker Glykoside hängt von den vorhandenen Desoxy-Zuckern ab. Desoxy-Zucker werden aus nukleotideaktivierten Vorläufern biosynthetisiert. Obwohl die Desoxygenierung durch verschiedene chemische Verfahren je nach Zuckerposition, die in der Natur am häufigsten verwendete, kommt bei C6 vor und wird durch Dehydratase katalysiert Enzyme. Die 4,6-Dehydratasen haben sich aus primitiveren Oxidoreduktasen aus der Überfamilie der kurzkettige Dehydrogenasen/Reduktasen (SDRs). Hypothesen/Forschungsfragen/Zielsetzungen. Die Dehydratasen sind unter den SDRs speziell für die Integration Katalyse zur Eliminierung von Wasser aus C6 in einen einzigartigen katalytischen Zyklus aus C4-Alkohol-Oxidation und C6 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungsreduktion nach der Entwässerung. Die natürliche Biosynthese von Desoxy-Zuckern ist beschränkt auf nur einige wenige spezialisierte Pfade. Aufgrund der hohen Substratspezifität der Enzyme (Dehydratasen, Epimerasen, Reduktasen), sind diese Bahnen biologisch getrennt und können nicht miteinander verbunden oder vermischt werden. in vitro. Dies schränkt die Kaskaden-Biokatalyse und die synthetische Biologie bei der Schaffung künstlicher Wege zu neuartigen Desoxy-Zuckernukleotiden ein. Die Entwicklung von Enzymen des SDR-Typs für veränderte/entspannte Spezifität würde eröffnen wichtige Möglichkeiten sowohl für eine vielfältige als auch zielgerichtete Desoxy-Zucker-Synthese. Allerdings Die Beziehungen zwischen Struktur und Reaktivität in diesen Enzymen sind subtil, was ihre grundlegende Herausforderung. Dieses Projekt zielt daher auf die Entwicklung neuer Dehydratase und verwandter SDR Enzyme (Epimerase, Epimerase-Reduktase), die eine programmierbare Reaktivität und Spezifität aufweisen und flexibler in synthetischen Kaskaden rekombiniert als die nativen Enzyme. Ansätze/Methoden und Grad der Originalität/Innovation. Ein umfassender technischer Ansatz, aufgebaut auf grundlegend fortgeschrittenes Verständnis der mechanistisch komplexen Enzyme, wird in zwei Haupt Richtungen. Eine besteht darin, die Substratakzeptanz zu erweitern und die Selektivität der vorhandenen Enzyme zu verändern. Die andere ist, einem Enzym, das den gewünschten Substratumfang bietet, eine andere Reaktivität zu entlocken. Fokussiert Mutagenese in Verbindung mit einer detaillierten biochemischen und mechanistischen Bewertung von Variantenenzymen sind angewandt. Als praktisches Ziel wird ein neuer Weg zu dem wichtigen 6-Desoxy-Zucker L-Fucose entworfen. Die L-Fucose, in ihrer natürlichen GDP-aktivierten oder alternativen nucleotid-aktivierten Form (UDP-L-Fucose) wird hergestellt aus Saccharose in einer künstlichen synthetischen Kaskade auf der Basis von technischen Enzymen, vor allem mit neuer(n) Dehydratase(n) als Schlüsselkatalysator(en) zur Desoxygenierung.
StatusLaufend
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/11/2031/10/24

Fingerprint

Erkunden Sie die Forschungsthemen, die von diesem Projekt angesprochen werden. Diese Bezeichnungen werden den ihnen zugrunde liegenden Bewilligungen/Fördermitteln entsprechend generiert. Zusammen bilden sie einen einzigartigen Fingerprint.