Ziel dieser Arbeit Essentielle Enzyme der Riboflavin- und der Cofaktor F420-Biosynthese spielen eine wichtige Rolle als potentielle Target-Proteine bei der Entwicklung neuer inhibitorischer Wirkstoffe in der Medizin. Ziel der Arbeit war, durch röntgenkristallographische Untersuchungen an dem Schlüsselenzym Rib7 dieses Stoffwechselweges, detaillierte strukturelle Kenntnisse des Reaktionszentrums zu erlangen und somit die Basis zu einem rationalen ”Drug-Design“ zu ermöglichen. Rib7 Riboflavin (Vitamin B2) spielt in Form seiner Flavocoenzyme FMN (Riboflavin-5‘- Phosphat; Flavinmononukleotid) und FAD (Flavinadenindiphosphat, Flavinadenindinukleotid) in allen Organismen f¨ur die Katalyse von vielen Redox-Reaktionen und für eine Vielzahl anderer Funktionen im Stoffwechsel eine entscheidende Rolle. Nach der Umsetzung von GTP zu 2,5-Diamino-6-ribosylamino-4(3H)-pyrimidinon- 5-phosphat, folgt eine Sequenz von Desaminierung und Reduktion, deren Reihenfolge vom jeweiligen Organismus abh¨angig ist. Bei Eubakterien und Pflanzen wird zuerst der Pyrimidinring an Position 2 desaminiert und dann die Ribosylseitenkette reduziert (Burrows, 1978), bei Hefen und anderen Pilzen ist die Reaktionsreihenfolge umgekehrt (Bacher and Lingens, 1970; Nielsen and Bacher, 1981). Graupner et al (Graupner, 2002) zeigen, daß Archaebakterien den Biosyntheseweg der Hefen verwenden. Rib7 aus Methanococcus jannaschii katalysiert eine Reduktion von 2,5-Diamino-6-ribosylamino-4(3H)-pyrimidinon-5-phosphat, bei der als Produkt 2,5-Diamino-6-ribitylamino-4(3H)-pyrimidinon-5’-phosphat entsteht, ein biosynthetischer Vorl¨aufer des Riboflavin. In faktoriellen Screening-Experimenten konnten eine reproduzierbare Kristallisationsbedingung gefunden werden und die daraus resultierenden Kristalle wurden in röntgenkristallographischen Untersuchungen eingesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte erstmalig die Kristallstruktur eines der Enzyme der frühen Reaktionen der Riboflavinbiosythese beschrieben werden. Die Struktur wurde mittels “Multiple Wavelength Anomalous Diffraction“ (MAD) gelöst. Bei der Strukturl¨osung ergaben sich Probleme der Pseudoinnenzentrierung und der Verzwilligung. Mit Hilfe des ”Free mounting Systems“ konnten die Kristalle jedoch so transformiert werden, daß die Probleme ¨uberwunden werden konnten und die Strukturlösung möglich war. Das Atommodell mit gebundenem NADPH-Cofaktor wurde bei einer Auflösung von 2,7 °A auf einen kristallographischen R-Faktor von 23% verfeinert. Modellierungen der Substratbindung und der Substratumsetzung erlauben eine genaue Untersuchung der Spezifit¨at. Dies wäre die Voraussetzung für ein rationales ”Drugdesign“. So könnte die Struktur von Rib7 die Basis zur Entwicklung von Inhibitoren sein, die nicht nur als Antiinfektika gegen humanpathogene Krankheiten eingesetzt werden könnten, sondern gleichzeitig auch, um Pflanzen und Eubakterien wirkungsvoll vor Pilzen zu schützen. Außerdem könnte auf Grund der hohen Sequenzhomologie zwischen Rib7 und den orthologen Enzymen in Pflanzen und Eubaktierien, die Möglichkeit eines Homologiemodelling bestehen.     «

Ziel dieser Arbeit Essentielle Enzyme der Riboflavin- und der Cofaktor F420-Biosynthese spielen eine wichtige Rolle als potentielle Target-Proteine bei der Entwicklung neuer inhibitorischer Wirkstoffe in der Medizin. Ziel der Arbeit war, durch röntgenkristallographische Untersuchungen an dem Schlüsselenzym Rib7 dieses Stoffwechselweges, detaillierte strukturelle Kenntnisse des Reaktionszentrums zu erlangen und somit die Basis zu einem rationalen ”Drug-Design“ zu ermöglichen. Rib7 Riboflavin (Vit...     »