Evolution von (beta-alpha)8-Barrel Enzymen

Ein großer Teil der bekannten Enzyme gehört zur Strukturklasse der (ba)8-Barrel Proteine, die eine breite Vielfalt chemisch unterschiedlicher Reaktionen mit hoher Spezifität und Effizienz katalysieren. Im Rahmen des Vorhabens soll experimentell untersucht werden, wie heutige (ba)8-Barrel Enzyme evolutionär verwandt sind und wie sie sich aus einfachen Vorstufen entwicklet haben könnten. Zu diesem Zweck soll ein (ba)8-Barrel Enzym aus der Aminosäurebiosynthese (a-Untereinheit der Tryptophansynthase) mittels einer Kombination aus rationalem Design und gerichteter Evolution in ein (ba)8-Barrel Enzym aus dem Zentralmetabolismus (Triosephosphatisomerase) umgewandelt werden. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass (ba)8-Barrel Enzyme vermutlich durch Genduplikation, Fusion und Diversifikation aus einem Halb-Barrel ((ba)4) entstanden sind. Diese hypothetische Entwicklung soll experimentell nachvollzogen werden. Dazu soll, ausgehend von zwei identischen, fusionierten Halb-Barrels, ein gefaltetes und katalytisch aktives (ba)8-Barrel erzeugt werden.