Biosynthese von Nitroverbindungen: Studie der N-Oxygenase AurF

Nitrogruppen finden sich in verschiedenen Naturstoffen mit biologischer Aktivität. Deren Biosynthese kann auf unterschiedlichen Routen stattfinden, wobei die Oxidation von Aminogruppen die wichtigste darstellt. Im Biosynthese-Gencluster für Aureothin, einer Verbindung mit zytotoxischer, insektizider und antifungaler Aktivität aus dem Aktinomyzeten Streptomyces thioluteus, wurde eine neuartige N-Oxygenase, AurF, entdeckt. Die funktionelle und strukturelle Charakterisierung dieses Enzyms führte zu neuen Erkentnissen über die biologische Nitrogruppenbildung. Es wurde gezeigt, dass die N-Oxygenierung von Aminogruppen schrittweise über Hydroxylamin- und Nitrosointermediate abläuft. Die rekombinante Produktion von AurF ermöglichte eine sorgfältige biochemische Charakterisierung. Röntgenkristallstrukturen ergaben dabei einen neuartigen binuklearen Mangan-Cluster im aktiven Zentrum des Enzyms. Zudem wird gezeigt, wie die streng regio- und chemoselektive Reaktion für die Biokatalyse genutzt werden kann.

Autorentext

Dr. Robert Winkler promovierte an der FSU Jena in Naturstoffchemie über die Biosynthese von Nitrogruppen. 2010 akzeptierte er einen Ruf an das CINVESTAV Unidad Irapuato, Mexiko. Dort gründete er das Labor für biochemische und instrumentelle Analytik. Sein Forschungsschwerpunkt sind innovative Massenspektrometrie-basierte Methoden und Technologien.