Pyranose Dehydrogenase aus Höheren Pilzen

Das präsentierte Projekt soll die ersten molekularbiologischen Informationen über ein erst kürzlich entdecktes Enzym liefern, das Protein für detaillierte Studien über seine Struktur und Funktion sowie für mögliche Anwendungen verfügbar machen, und die biologische Funktion dieses und verwandter Enzyme aufklären. Oxidoreduktasen von freien Zuckern sind typisch für eine grosse Zahl höherer Pilze. Pyranose Dehydrogenase (PDH) wurde kürzlich aus Agaricus bisporus isoliert. Das Enzym katalysiert die Oxidation verschiedener Mono- und Oligosaccharide am C-Atom 2 und/oder 3. Es ist erst in wenigen Pilzen beschrieben worden, ein PDH kodierendes Gen wurde noch nicht isoliert. Verschiedene Funktionen im Abbau von Lignozellulose werden fuer PDH und verwandte Enzyme wie CDH oder P2O diskutiert, sind aber noch weitgehend spekulativ. Enzymatische Zuckertransformationen präsentieren ein grosses Potential für die Synthese von, z. B., verschiedenen Keto-Zuckern. Durch die Kombination von enzymatischen und chemischen Reaktionen kann eine grosse Anzahl von Zuckerverbindungen konstruiert werden. PDH kann ein wichtiges Werkzeug für derartige Anwendungen darstellen. Die bislang einzigen Pilze, die als Quelle für PDH dienen können, wachsen sehr langsam, die Präparation von bereits geringen Mengen an Enzym benötigt mehrere Wochen. Die Klonierung des Gens und Heterologe Expression ist daher eine Voraussetzung sowohl für Anwendungen als auch weitere Forschungen. Wir planen die Klonierung und Charakterisierung von PDH-kodierenden Genen aus einigen ausgewählten Quellen. cDNA-Klone sollen isoliert und in P. pastoris expremiert werden. Die Proteine werden hinsichtlich ihrer Spezifität für Elektronenakzeptoren sowie der Strukturanforderungen für Substrate charakterisiert werden (Kooperation mit Prof. J. Volc, Tschechische Akademie der Wissenschaften). Die Kristallstruktur von PDH soll bestimmt werden (Kooperation mit Dr. C. Divne, Königliches Technologie-Institut, Stockholm), sowie. ein PDH-negativer Stamm von Agaricus konstruiert und phänotypisch charakterisiert werden (ultrastrukturelle Untersuchungen von PDH- produzierenden und -defizienten Stämmen beim Wachstum auf Lignozellulose; Kooperation mit Prof. G. Daniel, Schwedische Landwirtschaftliche Universität, Uppsala).

Das präsentierte Projekt soll die ersten molekularbiologischen Informationen über ein erst kürzlich entdecktes Enzym liefern, das Protein für detaillierte Studien über seine Struktur und Funktion sowie für mögliche Anwendungen verfügbar machen, und die biologische Funktion dieses und verwandter Enzyme aufklären. Oxidoreduktasen von freien Zuckern sind typisch für eine grosse Zahl höherer Pilze. Pyranose Dehydrogenase (PDH) wurde kürzlich aus Agaricus bisporus isoliert. Das Enzym katalysiert die Oxidation verschiedener Mono- und Oligosaccharide am C-Atom 2 und/oder 3. Es ist erst in wenigen Pilzen beschrieben worden, ein PDH kodierendes Gen wurde noch nicht isoliert. Verschiedene Funktionen im Abbau von Lignozellulose werden fuer PDH und verwandte Enzyme wie CDH oder P2O diskutiert, sind aber noch weitgehend spekulativ. Enzymatische Zuckertransformationen präsentieren ein grosses Potential für die Synthese von, z. B., verschiedenen Keto-Zuckern. Durch die Kombination von enzymatischen und chemischen Reaktionen kann eine grosse Anzahl von Zuckerverbindungen konstruiert werden. PDH kann ein wichtiges Werkzeug für derartige Anwendungen darstellen. Die bislang einzigen Pilze, die als Quelle für PDH dienen können, wachsen sehr langsam, die Präparation von bereits geringen Mengen an Enzym benötigt mehrere Wochen. Die Klonierung des Gens und Heterologe Expression ist daher eine Voraussetzung sowohl für Anwendungen als auch weitere Forschungen. Wir planen die Klonierung und Charakterisierung von PDH-kodierenden Genen aus einigen ausgewählten Quellen. cDNA-Klone sollen isoliert und in P. pastoris expremiert werden. Die Proteine werden hinsichtlich ihrer Spezifität für Elektronenakzeptoren sowie der Strukturanforderungen für Substrate charakterisiert werden (Kooperation mit Prof. J. Volc, Tschechische Akademie der Wissenschaften). Die Kristallstruktur von PDH soll bestimmt werden (Kooperation mit Dr. C. Divne, Königliches Technologie-Institut, Stockholm), sowie. ein PDH-negativer Stamm von Agaricus konstruiert und phänotypisch charakterisiert werden (ultrastrukturelle Untersuchungen von PDH- produzierenden und -defizienten Stämmen beim Wachstum auf Lignozellulose; Kooperation mit Prof. G. Daniel, Schwedische Landwirtschaftliche Universität, Uppsala).