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Die Evolution des pflanzlichen Sekundärstoffwechsels:

Finanzierung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ;
Das Ziel des Projekts ist die Untersuchung kurzkettiger Dehydrogenasen/Reduktasen (SDR) auf katalytische Charakteristika und Evolvierbarkeit und die Definition ihrer Funktion in Pflanzen. SDR im Tropanalkaloidstoffwechsel reduzieren das Keton Tropinon. Cochlearia officinalis (Brassicaceae) enthält, im Gegensatz zu A. thaliana, Tropanalkaloide. Für eine Tropinonreduktase aus C. officinalis findet man 16 Orthologe in A. thaliana. Weitere Tropinonreduktase-ähnliche Gene in anderen Brassicaceen-Genomen legen nahe, dass sie ein Reservoir für die Evolution von Sekundärstoffwechselenzymen darstellen. Die Modellierung von Tropinonereduktase-ähnlichen SDR in silico und die Pharmkophorgeleitete Substratauswahl ermöglichen gezielte Untersuchung der katalytischen Eigenschaften der SDR in vitro. Kandidaten für die Rolle als natürliche Liganden sind Metaboliten im Brassicaceen.-Stoffwechsel. Auf diese Weise werden metabolische und katalytische Flexibilität und Redundanz zwischen den einzelnen SDR beschrieben. Durch Modellierung und Docking von Tropinon als Substrat werden die dafür entscheidenden Aminosäuren im Aktiven Zentrum identifiziert. Mit gerichteter Mutagenese und Chimärenbilden werden die Docking-Vorhersagen geprüft und untersucht, ob SDR leicht evolvierbar sind.

Schlagworte

Katalysemechanismus, Modelling, Proteinstrukturen, Tropinonreduktase

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