Microbieller Metabolismus von β-Peptiden

Microbieller Metabolismus von β-Peptiden

b-Aminosäruen und deren Derivative sind Bestandteile vieler Naturstoffen. Beispielsweise kommen sie in natürlichen cyclischen oder linearen Peptiden wie Bestatin oder Microcystin vor, aber auch in nicht-peptidischen Strukturen wie Taxol, das als Krebsmedikament eingesetzt wird. Peptide, die ausschliesslich aus b-Aminosäuren aufgebaut sind („b-Peptide”), kommen nicht in der Natur vor, aber eine Vielzahl solcher Substanzen sind im letzten Jahrzehnt synthetisiert und beschrieben worden. b-Peptide zeigen ein hohes Potential bei der Entwicklung neuer Pharmazeutika. Besondere Eigenschaften dieser ungewöhnlichen Peptide sind eine hohe Stabilität gegenüber enzymatischem Abbau in vivo und in vitro, struktuelle Ähnlichkeit zu a-Peptiden sowie antimikrobielle, hämolytische und antiproliferative Aktivität.

In unseren Arbeiten untersuchen wir die biologische Stabilität von b-Peptiden und haben Bakterienstämme isolieren können, die b-Peptide als Kohlenstoff-, Stickstoff- und Energiequelle nutzen. Unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte ist diese Beobachtung wichtig, da b-Peptide, die in der Medizinischen Chemie oder in den Materialwissenschaften genutzt werden, letztendlich auch in die Umwelt gelangen. Momentan erforschen wir den Abbauweg, die Schlüsselenzyme und gebildeten Metabolite.

Publications

• Geueke,B., Namoto,K., Agarkova,I., Perriard,J.C., Kohler,H.P.E., and Seebach,D. "Bacterial cell penetration by b³-oligohomoarginines: Indications for passive transfer through the lipid bilayer." Chembiochem 6, no. 6 (2005): 982-985.

• Geueke,B., Namoto,K., Seebach,D., and Kohler,H.P.E. "A novel b-peptidyl aminopeptidase (BapA) from strain 3-2W4 cleaves peptide bonds of synthetic b-tri- and b-dipeptides." Journal of Bacteriology 187, no. 17 (2005): 5910-5917.

• Geueke,B., and Kohler,H.-P.E. "Bacterial b-peptidyl aminopeptidases: On the hydrolytic degradation of b-peptides." Applied Microbiology and Biotechnology, submitted (2006).

• Heck,T., Limbach,M., Geueke,B., Zacharias,M., Gardiner,J., Kohler,H.-P.E., and Seebach,D. "Enzymatic degradation of b- and mixed a,b-oligopeptides." Chemistry and Biodiversity, submitted (2006).

• Geueke,B., Busse,H.J., Fleischmann,T., Kämpfer,P., and Kohler,H.-P.E., "Description of Sphingosinicella xenopeptidilytica sp. nov., a b-peptide degrading strain, and emended descriptions of the genus Sphingosinicella and the species Sphingosinicella microcystinivorans." International Journal of Systematic and Evolutionary Microbioly, in print (2006).

• Geueke,B., Heck,T., Limbach,M., Seebach,D., and Kohler,H.-P.E. "Bacterial b-peptidyl aminopeptidases with unique substrate specificities for b- and mixed b/a-oligopeptides. " FEBS Journal, accepted (2006).

Posters & oral presentations

• 1st Swiss Microbial Ecology Meeting, Neuchâtel, Uni Mail, September 23-24, 2004; Oral presentation: Birgit Geueke, Hans-Peter E. Kohler; Microbial degradation of b-peptides

• 1st International Conference on Environmental, Industrial and Applied Microbiology (BioMicroWorld-2005) Badajoz, Spain, March 15-18, 2005; Poster: Birgit Geueke, Hans-Peter E. Kohler; Hydrolysis of b-peptides by the novel aminopeptidase BapA from Sphingomonas sp. 3-2W4

• Swiss Society for Microbiology, Annual Assembly, Genève, Uni Mail, March 31 - April 1, 2005; Poster: Birgit Geueke, Kenji Namoto, Dieter Seebach, Hans-Peter E. Kohler; Bacterial cell penetration by b-oligo-homoarginines; Poster: Birgit Geueke, Hans-Peter E. Kohler; Hydrolysis of b-peptides by an aminopeptidase from Sphingomonas sp. 3-2W4
  

• 12th European Congress on Biotechnology, Copenhagen, Denmark, August 21-24, 2005; Poster: Birgit Geueke, Dieter Seebach, Hans-Peter E. Kohler; The b-peptidyl aminopeptidase BapA from strain 3-2W4 cleaves synthetic b-peptides

• Swiss Society for Microbiology, Annual Assembly, University of Lausanne, Switzerland; March 7-8, 2006; Oral presentation: Birgit Geueke, Tobias Heck, Michael Limbach, Dieter Seebach, Hans-Peter E. Kohler; b-Peptides: Novel pharmaceuticals of future pollutants?

• International Symposium on Environmental Biotechnology, UFZ Leipzig, Germany; July 9-13, 2006; Oral presentation: Birgit Geueke, Tobias Heck, Michael Limbach, Dieter Seebach, Hans-Peter E. Kohler; Degradation of b-peptides by novel b-peptidyl aminopeptidases from environmental isolates

• Biocat 2006, 3rd International Congress on Biocatalysis, Hamburg University of Technology, Hamburg, Germany; September 3-7, 2006; Oral presentation: Birgit Geueke, Tobias Heck, Michael Limbach, Dieter Seebach, Hans-Peter E. Kohler; On the enzymatic degradation of b-peptides

• 2nd Swiss Microbial Ecology Meeting, Bellinzona, September 28-29, 2006; Oral presentation: Birgit Geueke, Tobias Heck, Michael Limbach, Dieter Seebach, Hans-Peter E. Kohler; On the enzymatic degradation of b-peptides

Theses

• Eva Schaub, Department of Chemistry, University Duisburg-Essen, Germany, March 2005 - July 2005; Bachelor Thesis: Microbial degradation of b-peptides: Growth and genetic experiments with strains Y2 and 3-2W4

• Tobias Heck, Department of Biology, University Tübingen, May 2005 - March 2006; Diploma Thesis: Novel aminopeptidases for biodegradation and synthesis of b-peptides

• Birgit Weissenböck, Fachhochschule Wels, Austria, November 2005 - August 2006; Diploma Thesis: Isolierung und Expression von neuen Transaminase-Genen