Gerichtete Evolution einer Glycosynthase

Kohlenhydrate und deren Derivate sind in eine Reihe von biologischen Prozessen involviert; dazu gehören Zellwanderung, -erkennung und -wechselwirkung. Aufgrund der chemischen und strukturellen Eigenschaften von Zuckern bedarf es für deren Synthese zeit- bzw arbeitsaufwändiger Methoden. Moderene Alternativen sind hingegen enzymatische Methoden. In diesem Zusammenhang werden nun Glycoyltransferasen und Glycosidasen, sowie kürzlich entwickelte Glycosynthasen verwendet. Ich plane die Möglichkeiten zu erweitern, für die Glycosynthasen eingesetzt werden können. Bei diesen Enzymen handelt es sich um Glysosidasen, die nach Veränderung eines Aminosäurerestes im aktiven Zentrum ihr natürliches Substrat nicht mehr abbauen, sondern auf grund der weitherhin bestehenden Transgylcosylierungsaktivität nun ausschliesslich modifizierte Zucker polymerisieren. Bisher sind nur wenige Beispiele von Glycosynthasen publiziert worden. Um das verwendbare Repertoire zu erweitern soll die enzymatische Aktivität der gut charakterisierten Glucosynthase von Agrobacterium sp. sowohl durch gezielte Punktmutationen als auch durch gerichtete Evolution modifiziert werden. Es gilt einerseits , die Glucosyltransferaktivität des Enzyms zu erhöhen, andererseits soll die Regioselektivität der Umsetzung von Xylosid geändert werden. Weiterentwickelte Enzyme können mit einem kürzlich entwickelten Identifikationsverfahren isoliert werden und sollen auf ihre Fähigkeiten modifizierte Zuckerverbindungen zu synthetisieren geprüft werden. Erzielte Resultate sollten hilfreich sein, die Glycosynthasereaktion zu verstehen und ihre Einsetzbarkeit in der Zuckerchemie zu erweitern.