Kontrolle und Design multifunktionaler Megasynthasen

MegaSyn ist ein Forschungsschwerpunkt, der durch das Hessische Ministerium für Wissenschaft und Kunst (HMWK) im Rahmen der Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) gefördert wird.



Der LOEWE Forschungsschwerpunkt MegaSyn richtet sein Interesse auf die biosynthetische Herstellung technologisch und pharmazeutisch wertvoller Moleküle, wie z.B. organische Säuren, Antibiotika und Immunsuppressiva. Diese Verbindungen werden in der Natur von der Proteinklasse der Megasynthasen hergestellt. Bei den Megasynthasen handelt es sich um riesige multifunktionale Fabriken, die einzelne kleine Carbon- bzw. Aminosäuren-Einheiten analog einer Fertigungsstraße einer Autofabrik miteinander verknüpfen. Man unterscheidet Fettsäuresynthasen (FAS), Polyketidsynthasen (PKS) und nicht-ribosomale Peptidsynthetasen (NRPS).

Der Zugang zu den neuen technologisch und pharmazeutisch wertvollen Molekülen soll über das Maßschneidern der in der Natur vorhandenen Megasynthasen stattfinden. Die an MegaSyn beteiligten Wissenschaftler versuchen Megasynthasen so zu verändern, dass gewünschte neue Moleküle hergestellt werden können. Die Basis für MegaSyn bilden zwei synergistische Entwicklungen, zu denen Mitglieder von MegaSyn in den letzten Jahren maßgeblich beigetragen haben: Zum einen neu gewonnene Erkenntnisse zur Funktion und Manipulation von FAS, PKS und NRPS und zum anderen neue und verbesserte strukturbiologische Methoden, welche die Bearbeitung dieser komplexen multifunktionalen Enzyme erst erlauben.

Im Rahmen des LOEWE Forschungsschwerpunkts MegaSyn werden über einen Zeitraum von 4 Jahren (Start 1. Januar 2017) mehrere Projekte zum oben beschriebenen Forschungsthema bearbeitet. MegaSyn ist so aufgebaut, dass sowohl Grundlagenforschung als auch angewandte Forschung betrieben werden. Neben der Erforschung allgemeiner Fragen zur Machbarkeit des Ansatzes, werden für einzelne Megasynthesen auch Industrieanwendungen entwickelt. Der Forschungsschwerpunkt reflektiert dieses Spektrum der Projekte durch Gliederung in Projektbereiche. Die beteiligten Wissenschaftler sind Experten in den jeweiligen Projekten und Projektbereichen und arbeiten zum Erreichen der Ziele eng zusammen.

  • Site background: Uranyl acetate negative stain electron micrograph of yeast fatty acid synthase. Courtesy: E. D’Imprima, J. Vonck and W. Kühlbrandt (MPI of Biophysics, Frankfurt).