Die Preisträger

Um diese Problematik zu umgehen, zielen wir darauf die Glykopeptid-Anti-
biotika-Biosynthese besser zu verstehen, vor allem die der klinisch verwendeten
Reserveantibiotika Teicoplanin und Vancomycin. Ein essentieller Schritt in der
GPA-Biosynthese ist die Interaktion zwischen der NRPS, verantwortlich für die
Peptidsynthese, und den Cytochrom P450 Monooxygenasen (Oxy Proteinen). Die
P450s sind für die Einführung multipler, oxidativer und aryl-Verknüpfungen zwi-
schen den Aminosäureseitenketten des linearen Peptids verantwortlich, wodurch
das GPA Aglycon in seine biologisch aktive 3D-Konformation überführt wird.
Essentiell für die biologische Aktivität der GPAs ist hierbei die korrekte Konfor-
mation der Moleküle, wodurch die Inhibierung der Peptidoglykanverknüpfung
während der Zellwandbiosynthese der Bakterien stattfindcn kann. Da die Produk-
tion aller GPAs gegenwärtig auf der in Cco-Biosynthese beruht, ist es entscheidend
den Ablauf des Prozesses auf molekularer Ebene zu verstehen. Dadurch lassen sich
zukünftig neue Maschinerien entwickeln, die neue modifizierte GPAs erzeugen
können.
Da die Einführung der oxidativen Ringschlüsse durch die Oxy-Proteine nicht nur
wichtig für die biologische Aktivität ist, sondern auch eine besondere Herausfor-
derung während der chemischen Synthese darstellt, konzentrieren wir uns darauf,
diesen Mechanismus besser zu verstehen. Wir konnten bereits zeigen, dass die
P450s mit dem NRPS gebundenen Peptidsubstrat interagieren: Dies geschieht
durch die Rekrutierung einer konservierten X-Domäne, deren Funktion bislang
unbekannt war. Außerdem haben wir die Struktur des Komplexes aus X-Domäne
und dem ersten Oxy-Protein der Teicoplanin-Biosynthese aufgeklärt, welcher den
Rekrutierungsablauf auf molekularer Ebene zeigt. Genauere Untersuchungen der
an der Teicoplaninmodifikation beteiligten P450s zeigen interessanterweise struk-
turelle Unterschiede der aktiven Taschen, obwohl der Mechanismus sowie die
Substratspezifität Ähnlichkeiten aufweisen.
Darüber hinaus ist es uns gelungen die Reaktionskaskade mit einigen P450s in vitro,
an verschiedenen Peptiden zu rekonstruieren. Aufgrund dessen hegt unser Fokus
nun darauf, die Selektivität und den Mechanismus der enzymatischen Reaktionen
im Detail zu charakterisieren. Außerdem haben wir begonnen, die Glykopeptid-
Biosynthese dahingehend zu untersuchen, wie die finale Antibiotikastruktur mo-
difiziert werden kann. Um dafür die Selektivität der NRPS gegenüber verschiede-
nen Aminosäuren zu bestimmen, wurde ein Assay etabliert, der es ermöglicht die
Umsetzung von Enzymen und deren Mutanten zu messen. Dies eröffnet sowohl
einen Einblick in die Selektivität der Peptidbiosynthese als auch die Möglichkeit
zukünftig strukturell modifizierte Peptide herzustellen.

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