Anmerkungen:
Tag der Verteidigung: 28.02.2024
Zusammenfassungen in deutscher und englischer Sprache
Beschreibung:
Diese Arbeit beschreibt detailliert die mechanistische und biophysikalische Charakterisierung von Enzymen, die an der Biosynthese der Gruppe von Verbindungen beteiligt sind, die als Monoterpen-Indol-Alkaloide (MIAs) bekannt sind. Angesichts der pharmakologischen Bedeutung dieser Verbindungen besteht großes Interesse daran, die Biochemie dieser Enzyme besser zu charakterisieren und zu verstehen, wie sie in der metabolisch komplexen Umgebung der Zelle organisiert sind. Mehrere Alkoholdehydrogenase (ADH)-Enzyme führen atypische Reduktionsreaktionen in der MIA-Biosynthese durch, obwohl die biochemischen Grundlagen ihrer Katalyse nur unzureichend verstanden wurden. In Kapitel 2 haben wir mithilfe von Röntgenkristallographie und biochemischen Studien einen Mechanismus für das ADH-Enzym Dihydroprecondylocarpinacetat-Synthase (DPAS) vorgeschlagen, das eine ungewöhnliche 1,4-Iminium-Reduktion katalysiert. Darüber hinaus berichten wir über den Mechanismus des verwandten ADH-Enzyms Geissoschizinsynthase (GS), das eine 1,2-Iminiumreduktion katalysiert. Mithilfe vergleichender Genomik und phylogenetischer Analyse in Kapitel 3 decken wir die Expansion und Neofunktionalisierung der ADH-Enzymfamilie auf und legen nahe, dass sie eine Schlüsselrolle bei der MIA-Chemodiversität spielen. Kapitel 4 untersucht die Rolle von Protein-Protein-Wechselwirkungen zwischen biosynthetischen MIA-Enzymen aus der Pflanze Catharanthus roseus. Besonderes Augenmerk liegt auf dem ADH CrDPAS (charakterisiert in Kapitel 2) und den nachgeschalteten Cyclase-Enzymen Tabersoninsynthase (CrTS) und Catharanthinsynthase (CrCS), um die strukturellen Grundlagen dieser Protein-Protein-Wechselwirkung zu bestimmen.