Biosynthese von Naturstoffzuckern und enzymatische Glycodiversifizierung

Abstract

Viele biologisch aktive niedermolekulare Naturstoffe, die von Mikroorganismen produziert werden, leiten ihre Aktivitäten von Zuckersubstituenten ab. Eine Veränderung der Struktur dieser Zucker kann starke Auswirkungen auf die biologischen Eigenschaften der Stammverbindungen haben. Diese Erkenntnis hat zu Bestrebungen geführt, die Zuckerreste dieser Naturstoffe mithilfe des Zuckerbiosyntheseapparats zu derivatisieren. Hierfür müssen die jeweiligen Biosynthesewege und die Mechanismen der Schlüsselenzyme im Detail bekannt sein. In der Biochemie beginnt man allmählich, die Biosyntheseprinzipien, die dem Aufbau vieler glycosylierter Naturstoffe zugrunde liegen, zu verstehen, und man konnte einen Satz von Enzymaktivitäten ausmachen, die für die Synthese der vielfältigen in der Natur beobachteten Zuckerstrukturen zuständig sind. Bemerkenswerterweise zeigen viele dieser Zuckerbiosyntheseenzyme ebenso wie Glycosyltransferasen eine relaxierte Substratspezifität. Die Promiskuität dieser Enzyme führte zu Bestrebungen, die Zuckerstrukturen zu modifizieren und die Glycosylierungsmuster von Naturstoffen durch Planung der Stoffwechselwege oder durch enzymatische Glycodiversifizierung zu verändern. In der praktischen biomedizinischen Forschung werden diese Studien zur Entwicklung neuer Glycosylierungsmittel führen und bei Sekundärmetaboliten neue Glycoformen mit nützlichen biologischen Aktivitäten hervorbringen.

Cooperation of Two Bifunctional Enzymes in the Biosynthesis and Attachment of Deoxysugars of the Antitumor Antibiotic Mithramycin

“…[1] Studying these is an increasingly important and rigorously pursued research field. Although GTs usually display strict substrate and regiospecificities, some examples were found showing surprising tolerance, which can be exploited in combinatorial biosynthetic approaches.…”

“…Although GTs usually display strict substrate and regiospecificities, some examples were found showing surprising tolerance, which can be exploited in combinatorial biosynthetic approaches. [1b,c] …”

Cloning and Characterization of the Biosynthetic Gene Cluster of 16‐Membered Macrolide Antibiotic FD‐891: Involvement of a Dual Functional Cytochrome P450 Monooxygenase Catalyzing Epoxidation and Hydroxylation

“…Glycosyltransferase is one of the most applicable enzymes for the purpose, and thus glycorandomization methodology are widely accepted to create biologically relevant glycosides. [11] If we can control the order of the modification reactions in the FD-891 biosynthesis, seven FD-891 analogues, including FD-892, can be logically created through engineering of biosynthetic genes/enzymes. We thus tried to clone the FD-891 biosynthetic genes and to produce novel FD-891 analogues with biosynthetic technology.…”

Biochemie 2010

“…Sie übertragen einen nucleotidaktivierten Zuckerdonor auf ein passendes Aglycon (Abbildung 2). Ausführliche Übersichten finden sich in Lit 4_44_7.…”