(2024)
The second methylation in Psilocybin biosynthesis is enabled by a hydrogen bonding network extending into the secondary sphere surrounding the methyltransferase active site.
ChemBioChem
[Accepted]
Bis 2023
Wir nutzen Pilze zur Produktion (neuer) Naturstoffe
- Synthetische Biologie
- Molekulare und funktionelle Genetik
- Identifizierung und Expression von stillen Genclustern für Sekundärmetabolite
- Regulation von Sekundärmetaboliten
Naturstoffe stellen eine unschätzbare Quelle für Wirkstoffe dar. Sie werden von Organismen wie Pilzen gebildet, die in der Lage sind eine große Bandbreite solcher Wirkstoffe zu erzeugen. Diese können als potenzielle Therapeutika oder im Pflanzenschutz eingesetzt werden. Im Zeitalter der Genomanalysen erlaubt es das sogenannte „genome mining“, die Stoffwechselwege von Sekundärmetaboliten vorherzusagen. Um in Zukunft neue Stoffe zu finden, besteht die Möglichkeit, die Herstellungswege der Naturstoffproduzenten zu isolieren und diese in leichter zugängliche Organismen zu übertragen. Dieser Ansatz ist wirkungsvoller als der Versuch, unter Laborbedingungen zufällig chemische Biosynthesen zu aktivieren.
Die Isolierung und Strukturaufklärung neuer Chemikalien kann theoretisch dazu dienen, diesen Molekülen eine Funktion zuzuordnen und ihre ökologische Bedeutung zu verstehen. Durch diese Herangehensweise lässt sich nicht nur das Wissen über die chemische Vielfalt erweitern, es kann auch dazu verwendet werden, die Bedeutung versteckter Sekundärmetabolite aufzuklären.
Leitung
Vito Valiante
LeitungMikroreaktoren
In enger Zusammenarbeit mit den Partnern aus dem Leibniz Research Cluster entwickeln wir zellfreie Biosynthese-Systeme. Enzyme, die bestimmte Reaktionen katalysieren, werden isoliert und gereinigt. Anschließend werden sie auf synthetischen Polymeren immobilisiert. Dieser zellfreie Ansatz wird weiter optimiert, um ausgehend von einfachen chemischen Einheiten komplexe aktive Moleküle zu gewinnen.
Stille Gencluster
Wir haben uns Erkenntnisse aus Untersuchungen am Picornavirus zu Nutze gemacht, um mittels 2A Peptiden komplette Biosynthesewege als einzelne, polycistronische Gene zu exprimieren. Assemblierungs-Plasmide und Detektionssysteme für die effiziente Erkennung von transformierten Empfänger-Organismen wurden entwickelt.
Signalwege
Veränderungen in der Umwelt werden von Pilzen wahrgenommen und diese Informationen über Signaltransduktionswege weitergeleitet. Vergleichende Untersuchungen haben ergeben, dass die MAPK-, Calmodulin/Calcineuring-, TOR- und Ras/cAMP-Signalwege in Eukaryoten hochkonserviert sind. Unser Ziel ist es, die Bedeutung der Signaltransduktionswege für die Genregulation zu aufzuklären.
Publikationen
(2024)
The spatial organization of sphingofungin biosynthesis in Aspergillus fumigatus and its cross-interaction with sphingolipid metabolism.
mBio 15(3),
e0019524.
(2023)
Advances in synthetic biology of fungi and contributions to the discovery of new molecules.
ChemBioChem 24(11),
e202300008.
(Review)
(2022)
Biosynthesis of the sphingolipid inhibitors sphingofungins in filamentous fungi requires aminomalonate as a metabolic precursor.
ACS Chem Biol 17(2),
386-394.
(2022)
Yellow polyketide pigment suppresses premature hatching in social amoeba.
Proc Natl Acad Sci U S A 119(43),
e2116122119.
(2022)
Desaturation of the sphingofungin polyketide tail results in increased serine palmitoyltransferase inhibition.
Microbiol Spectr 10(5),
e0133122.
(2022)
Intrinsic ability of the ß-oxidation pathway to produce bioactive styrylpyrones.
Angew Chem Int Ed 61(34),
e202206851.
(2022)
Scale-up of an amoeba-based process for the production of the cannabinoid precursor olivetolic acid.
Microb Cell Fact 21(1),
217.
(2022)
Time-resolved multiparameter analytics on a cell-free production platform for acyl-CoA precursors.
Anal Sci Adv 3,
289-296.
(2022)
Engineering the amoeba Dictyostelium discoideum for biosynthesis of a cannabinoid precursor and other polyketides.
Nat Biotechnol 40(5),
751-758.