Glanduläre Trichome und Isoprenoidbiosynthese

Die Aufklärung der Diterpenoid-Biosynthese in glandulären Trichomen ist eine tragende Säule unserer Forschungsarbeiten. So gelang uns 2016 die Rekonstruktion des Biosyntheseweges der pflanzlichen Carnosinsäure in Hefe (Scheler et al., 2016). Auch die Entstehung von Karnosinsäure-verwandten Diterpenoiden über verschiedene Oxidationswege konnte weiter aufgeklärt werden (Bathe et al., 2019). Anhand der hier gewonnenen Erkenntnisse schaffen wir im aktuellen Combioscreen-Projekt die Grundlage für die kombinatorische Biosynthese von verschiedenen Diterpenoiden in Hefen. Wichtigstes Werkzeug für dieses Projekt ist unser Golden-Gate-basiertes und auf Hefen angepasstes modulares Klonierungssystem. Mit dem Klonierungssystem sollen Hefezellen geschaffen werden, in denen Diterpensynthasen in separaten Reaktionszyklen mit verschiedenen Oxidations-Enzymen aus unterschiedlichen Organismen zusammenarbeiten. Mit der Kombination dieser verschiedenen Enzymaktivitäten wollen wir eine Diterpen-Bibliothek erstellen, die voraussichtlich auch ganz neue oder noch nicht in der Natur nachgewiesene Diterpen-Verbindungen enthalten wird. Die entstehenden Substanzen sollen anschließend in Zusammenarbeit mit Margret Köck (Martin-Luther Universität Halle-Wittenberg, MLU), auf ihre Aktivität gegen Krebszellen getestet werden. Das Projekt wird vom Wissenschaftscampus Pflanzenbasierte Bioökonomie gefördert.