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Biosynthese von Naturstoffzuckern und enzymatische Glycodiversifizierung

Authors

  • Christopher J. Thibodeaux,

    1. Division of Medicinal Chemistry, College of Pharmacy and Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Austin, Austin, TX 78712 (USA), Fax: (+1) 512-471-2746
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  • Charles E. Melançon III,

    1. Division of Medicinal Chemistry, College of Pharmacy and Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Austin, Austin, TX 78712 (USA), Fax: (+1) 512-471-2746
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  • Hung-wen Liu Prof.

    1. Division of Medicinal Chemistry, College of Pharmacy and Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Austin, Austin, TX 78712 (USA), Fax: (+1) 512-471-2746
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Abstract

Viele biologisch aktive niedermolekulare Naturstoffe, die von Mikroorganismen produziert werden, leiten ihre Aktivitäten von Zuckersubstituenten ab. Eine Veränderung der Struktur dieser Zucker kann starke Auswirkungen auf die biologischen Eigenschaften der Stammverbindungen haben. Diese Erkenntnis hat zu Bestrebungen geführt, die Zuckerreste dieser Naturstoffe mithilfe des Zuckerbiosyntheseapparats zu derivatisieren. Hierfür müssen die jeweiligen Biosynthesewege und die Mechanismen der Schlüsselenzyme im Detail bekannt sein. In der Biochemie beginnt man allmählich, die Biosyntheseprinzipien, die dem Aufbau vieler glycosylierter Naturstoffe zugrunde liegen, zu verstehen, und man konnte einen Satz von Enzymaktivitäten ausmachen, die für die Synthese der vielfältigen in der Natur beobachteten Zuckerstrukturen zuständig sind. Bemerkenswerterweise zeigen viele dieser Zuckerbiosyntheseenzyme ebenso wie Glycosyltransferasen eine relaxierte Substratspezifität. Die Promiskuität dieser Enzyme führte zu Bestrebungen, die Zuckerstrukturen zu modifizieren und die Glycosylierungsmuster von Naturstoffen durch Planung der Stoffwechselwege oder durch enzymatische Glycodiversifizierung zu verändern. In der praktischen biomedizinischen Forschung werden diese Studien zur Entwicklung neuer Glycosylierungsmittel führen und bei Sekundärmetaboliten neue Glycoformen mit nützlichen biologischen Aktivitäten hervorbringen.

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