Biosynthese von Nitroverbindungen: Studie der N-Oxygenase AurF

Nitrogruppen finden sich in verschiedenen Naturstoffen mit biologischer Aktivität. Deren Biosynthese kann auf unterschiedlichen Routen stattfinden, wobei die Oxidation von Aminogruppen die wichtigste darstellt. Im Biosynthese-Gencluster für Aureothin, einer Verbindung mit zytotoxischer, insektizider und antifungaler Aktivität aus dem Aktinomyzeten Streptomyces thioluteus, wurde eine neuartige N-Oxygenase, AurF, entdeckt. Die funktionelle und strukturelle Charakterisierung dieses Enzyms führte zu neuen Erkentnissen über die biologische Nitrogruppenbildung. Es wurde gezeigt, dass die N-Oxygenierung von Aminogruppen schrittweise über Hydroxylamin- und Nitrosointermediate abläuft. Die rekombinante Produktion von AurF ermöglichte eine sorgfältige biochemische Charakterisierung. Röntgenkristallstrukturen ergaben dabei einen neuartigen binuklearen Mangan-Cluster im aktiven Zentrum des Enzyms. Zudem wird gezeigt, wie die streng regio- und chemoselektive Reaktion für die Biokatalyse genutzt werden kann.