Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Größere Tasche

12.08.2014

Umprogrammierte nichtribosomale Peptid-Synthetase baut Aminosäuren mit reaktiven Stellen für Klick-Chemie ein

Eine einzelne gezielte Mutation genügt, um ein natürliches Peptidsynthese-System so zu verändern, dass es auch nicht-natürliche Aminosäuren in Peptide einbaut, berichten Schweizer Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie.


Eine einzelne gezielte Mutation genügt, um ein natürliches Peptidsynthese-System so zu verändern, dass es auch nicht-natürliche Aminosäuren in Peptide einbaut, so Schweizer Wissenschaftler.

(c) Wiley-VCH

Die Mutation vergrößert die Bindungstasche innerhalb einer Domäne des Systems und variiert damit dessen Substratspezifität. Den Forschern gelang so der Einbau von Aminosäuren mit einer spezifischen reaktiven Gruppe, über die das Peptid später leicht modifiziert werden kann.

Für die Suche nach neuen Wirkstoffen mithilfe der kombinatorischen Chemie und Screeningverfahren stehen Forscher oft vor der Aufgabe, Naturstoffe zu modifizieren und zu variieren, indem sie beispielsweise mit weiteren Molekülteilen verknüpft werden.

Besonders wichtig sind auch hochspezifische Kopplungen mit molekularen Markern, um die Verteilung von Naturstoffen in Zellen und Geweben beobachten zu können. Kopplungen, die fast so einfach wie per Druckknopf ablaufen, lassen sich mit der so genannten „Klick-Chemie“ verwirklichen. Diese umfasst breit anwendbare Reaktionen, z.B. zwischen Alkinen und Aziden, die hohe Ausbeuten liefern.

Der Naturstoff muss dazu zunächst mit einer solchen Alkin- oder Azid-Gruppe ausgestattet werden. Eine Möglichkeit ist der Einbau von Aminosäuren mit Alkin- oder Azid-Seitenketten in Proteine durch Eingriffe in deren Biosynthese.

Viele interessante Naturstoffe, wie die Gramicidin-Antibiotika, werden jedoch nicht auf dem klassischen Wege der Proteinbiosynthese gebildet, d.h. über das Ablesen von Genen und den Zusammenbau von Aminosäuren in den Ribosomen, sondern über so genannte nichtribosomale Peptidsynthetasen, sehr große Multienzymkomplexe, deren einzelne Module wie Perlen auf einer Schnur aneinander hängen.

Sie aktivieren die Aminosäure-Bausteine und bauen sie in die wachsende Peptidkette ein. Anzahl, Art und Reihenfolge der einzelnen Module bestimmen die Länge und Zusammensetzung des hergestellten, meist kurzkettigen Peptids. Da außer den gängigen Aminosäuren auch andere, teils ungewöhnliche Einzelbausteine eingebaut werden können, ist eine erstaunliche Vielfalt an Peptiden möglich.

Die Forscher von der ETH Zürich um Donald Hilvert tauschten durch Mutation eine einzelne Aminosäure in einem Modul des Herstellungsapparates für das Antibiotikum Gramicidin S aus. Variiert wurde eine so genannte A-Domäne, die die natürliche Aminosäure Phenylalanin spezifisch erkennt und aktiviert.

Die Mutation schafft mehr Platz in der Bindungstasche, sodass anstelle von Phenylalanin auch nicht-natürliche Aminosäuren, die eine Azid- oder Alkin-Gruppe tragen, aktiviert und in die Peptidkette eingebaut werden. Die katalytische Aktivität des Gesamtsystems wird durch diese veränderte Selektivität nicht beeinträchtigt.

Da viele verschiedene nichtribosomale Synthese-Systeme über solche A-Domänen verfügen, ist die neue Methode ein potenziell genereller Ansatz, um wichtige Naturstoffe mit einer reaktiven Stelle für eine hochspezifische kovalente Modifikation auszustatten.

Angewandte Chemie: Presseinfo 30/2014

Autor: Donald Hilvert, ETH Zürich (Switzerland), http://www.protein.ethz.ch

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201405281

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik