CAS Assay

Forschung

CAS Assay
Foto: Janis Fricke
Melleolide aus Armillaria-Arten Inhalt einblenden
Armillaria mellea Foto: Dirk Hoffmeister

Der Basidiomycet Armillaria mellea (Hallimasch) ist ein weitverbreitetes Forst- und Pflanzenpathogen. Er produziert Melleolide, d.h. eine Gruppe strukturell verwandter phytotoxischer und antibiotisch aktiver Sesquiterpen-Arylester. Aktuelle Arbeiten konzentrieren sich auf deren Struktur-Aktivitätsbeziehung sowie auf flavinabhängige Halogenasen, welche regioselektiv den Orsellinsäureanteil chlorieren. In Zusammenarbeit mit der Abteilung Molekulare und Angewandte Mikrobiologie um Professor Axel Brakhage wird außerdem mit transkriptomischen Methoden erforscht, wie die Melleolide den Sekundärstoffwechsel von Aspergillus nidulans beeinflussen.

Peptidsynthetasen und verwandte Enzyme Inhalt einblenden

Pilzliche nichtribosomale Peptidsynthetasen und verwandte Enzyme (Chinonsynthetasen, adenylierende Reduktasen) aus Asco- und Basidiomyceten werden in vitro und in vivohinsichtlich ihrer Substratspezifität und Produktbildung untersucht.

Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches ChemBioSys ist  der Schwerpunkt der Arbeiten das Gen der Atromentinsynthetase NPS3 aus Serpula lacrymans. Es wird durch die Gegenwart von Bakterien stark induziert. Die dadurch vermehrte Bildung von Pulvinsäuren, den Folgeprodukten des Atromentins, steht möglicherweise im Zusammenhang mit deren modulierender Wirkung auf Biofilme und bakterielle Motilität. Bioinformatische Aspekte dieser Arbeit erfolgen in enger Zusammenarbeit mit Dr. Ekaterina Shelest (iDiv, Leipzig).

Serpula lacrymans Foto: Kerstin Voigt
Pilzliche Polyketidsynthasen Inhalt einblenden

Aktuell werden Polyketidsynthasen (PKSs) aus dem Basidiomyceten  BY1 bearbeitet. Dieser Pilz gehört in die Verwandtschaft der Schichtpilze (Stereaceae), ist aber taxonomisch nicht im Detail bestimmt. Das BY1-Genom codiert sowohl für reduzierende als auch nichtreduzierende PKSs. Mit PPS1wird erstmalig für Basidiomyceten eine reduzierende PKS untersucht. Dieses Enzym katalysiert die Herstellung von antilarvalen Polyen-Farbstoffen als Reaktion auf mechanische Verletzung des Mycels. Die Enzyme PKS1 und PKS2 sind nichtreduzierende PKSs und katalysieren die Bildung von Orsellinsäure als Grundstruktur des Prenylphenols Cloquetin. PKS1 und PKS2 gehören zu den ersten charakterisierten PKSs aus Basidiomyceten. Die Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Biomolekulare Chemie um Professor Christian Hertweck.

BY1 Foto: Philip Brandt
Indolalkaloide aus Psilocybe-Arten Inhalt einblenden

Arten der Basidiomycetengattung Psilocybe produzieren Indolalkaloide, darunter Psilocybin, der Hauptinhaltsstoff von P. cubensis und P. cyanescens. Nach Aufnahme in den Körper erfolgt rasch die Dephosphorylierung zum Psilocin, der eigentlich psychoaktiven Verbindung. Psilocybin als prodrug erfährt gegenwärtig vermehrt pharmazeutische Beachtung, da es Potential zur Behandlung von Depressionen und Angstzuständen besitzt.

Gegenwärtige Arbeiten umfassen die Charakterisierung der Biosyntheseenzyme sowie die vertiefte Analyse des Naturstoffspektrums in Psilocybe.

Psilocybe cyanescens Foto: Dirk Hoffmeister
Naturstoffe aus Mortierella Inhalt einblenden
Mortierella alpina Foto: Lst. Pharmazeut. Mikrobiologie

Die polyphyletische Abteilung der Zygomyceten ("niedere Pilze") unterlagen lange dem Dogma, keine Naturstoffe produzieren zu können. Mortierella alpina stellt hier eine wichtige Ausnahme dar: Der aus subpolaren Regionen isolierbare Pilz, der auch großtechnisch zur Produktion von ungesättigten Fettsäuren in der Nahrungsmittelindustrie Verwendung findet, bildet eine Reihe von cyclischen oder linearen Oligopeptiden. Diese besitzen emulgierende, blutgerinnungshemmende oder antimikrobielle Eigenschaften und können daher auch von pharmakologischer Bedeutung sein.

Gegenwärtige Arbeiten umfassen die Identifizierung und enzymatische Charakterisierung der Biosynthesewege von peptidischen Naturstoffen aus M. alpina und verwandten Arten sowie die Untersuchung des phylogenetischen Ursprungs der dafür notwendigen Gene.

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