Molekularbiologische und biochemische Untersuchungen zur Biosynthese der Atmungsketteninhibitoren Myxothiazol und Melithiazol

Im Rahmen der vorgelegten Dissertation wurden die Biosynthese-Gencluster der Atm ungsketten-Inhibitoren Myxothiazol und Melithiazol, die von verschiedenen Myxoba kterien produziert werden, genetisch und biochemisch analysiert. Das Myxothiazol -Biosynthesegencluster wurde aus Stigmatella aurantiaca DW4/3-1 kloniert und seq uenziert. Die Sequenzanalyse zeigt, dass Myxothiazol durch eine ungewöhnliche Ko mbination mehrerer Polyketidsynthasen und nichtribosomaler Peptidsynthetasen bio synthetisiert wird. Diese enthalten zahlreiche neuartige Domänentypen, die sich gut mit der chemischen Struktur des Myxothiazols korrelieren lassen. Um deren Fu nktion während der Biosynthese zu untersuchen, wurde ein unter Erhalt des Lesera hmens ablaufendes Mutageneseverfahren etabliert. Über den Nachweis veränderter M yxothiazol-Derivate in der Mutante sollte die für die betreffende Proteindomäne postulierte Funktion bestätigt werden. Die Anwendung dieses Verfahrens auf zahlr eiche Gene führte mit einer Ausnahme zu Nullproduzenten. Offensichtlich handelt es sich bei der Myxothiazolsynthetase um ein hochspezialisiertes System, dass ni cht geeignet ist, veränderte Intermediate zu prozessieren. Der zweite Teil der Arbeit beschreibt die Identifizierung und Charakterisierung des Melithiazol-Biosynthesegenclusters aus Melittangium lichenicola Me l46. Meli thiazol ähnelt dem Myxothiazol strukturell, besitzt jedoch interessante Untersch iede. Basierend auf dem Sequenzvergleich mit dem Myxothiazol-Biosynthesegenclust er konnten Hypothesen zur Evolution der beiden Biosynthesen aufgestellt werden. Um die Bildung des Methylesters im Melithiazol zu untersuchen, wurden zwei Prote ine der Melithiazolsynthetase heterolog im Myxothiazolproduzenten exprimiert. Au f diese Weise konnte gezeigt werden, dass die beiden Proteine auch das Säureamid Myxothiazol A in sein Methylesteranalogon das Myxothiazol Z überführen.