Biosynthesis of fungal alkyl citrates and polyketides

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Yin, Sen: Biosynthesis of fungal alkyl citrates and polyketides. Hannover : Gottfried Wilhelm Leibniz Universität, Diss., 2020, x, 201 S. DOI: https://doi.org/10.15488/10093

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Abstract: 
Das Hauptaugenmerk der vorgestellten Arbeit lag auf dem Verständnis des Biosynthesewegs von Viridofungin, der Untersuchung der enzymatischen Eigenschaften der Schlüsselenzyme aus dem Byssochlaminsäure-Weg und der Entwicklung der PKS von Tenellin. In einer kombination aus genetischen und chemischen experimenten Ansatz wurden der Biosyntheseweg von Viridiofungin und die Funktionen von Enzymen aus dem Byssochlaminsäure-Weg sowie die Programmierung des Tenellin-PKS (TENS) -Systems aufgeklärt. Das Trichoderma-virid MF5628 wurde zunächst durch Illumina- und Oxford-Nanoporen-Sequenzierung genomsequenziert. Es wurde unter Verwendung einer Kombination aus gezielter Gen-Knockout- und RNA-Interference-basierter Stummschaltung im nativen Organismus ein neuer, nicht veröffentlicht Biosyntheseweg identifiziert, an dem eine tRNA-Ligase beteiligt ist. Es wurde festgestellt, dass ein Citrat-Synthase-ähnliches Enzym und ein tRNA-Ligase-ähnliches Enzym für die Biosynthese von Viridiofungin essentiell sind. Die Biosynthese von Byssochlaminsäure wurde durch Proteinexpression und in-vitro-Studie enukleiert. Eine Hydrolase, Citrat-Synthase, zwei 2-Methylcitrat-Dehydratase, zwei KSIs und zwei PEBPs-Proteine wurden in E. coli und Hefe exprimiert. Während der Maleinsäureanhydridmonomer Biosynthese kann eine Hydrolase die Hexaketidform vom ACP hydrolysieren. Die Citrat-Synthase kann Hexaketid-CoA und Oxalacetat als Substrat verwenden, um (2S, 3R) -Citrat zu bilden. 2-Methylcitrat-Dehydratase nimmt (2S, 3R) -Citrat-Diasteroisomer als Substrat, um ein 2, 3-Alken im Produkt zu bilden, und das Produkt kann ein spontan cyclisiertes Maleinsäureanhydridmonomer bilden. Zwei KSI verwenden schließlich Maleinsäureanhydrid-monomer, um das dimerisierte Produkt Byssochlaminsäure zu bilden. PEBP-Enzyme sind nicht der Katalyse der Dimerisierung beteiligt. Basierend auf dem KR-Domain-Swap-Experiment mit TenS wurde die Kettenlängenprogrammierung in TenS aufgeklärt. Sechs KR-Domänen-Subfragmente, die mit den homologen Fragmenten der Hexaketid-Desmethylbassianin-Synthase (DMBS) und drei mit der Heptaketid-Militarinon-Synthase (MILS) ausgetauscht wurden, führten zur Synthese unterschiedlicher Kettenlängen von Polyketid-Produkten. Insbesondere der MILS KR-Domänenaustausch führte zur Synthese von Penta, Hexa und Heptaketiden. Die Ergebnisse dieser und vorherger Experimente in unserer Gruppe werden einbezogen, indem die Existenz einer Konkurrenz zwischen den CMeT- und KR-Domänen berücksichtigt wird.
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Document Type: doctoralThesis
Publishing status: publishedVersion
Issue Date: 2020
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