{"id":26971,"date":"2015-07-13T04:10:26","date_gmt":"2015-07-13T02:10:26","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fenzym-knackt-stabile-aromatische-verbindungen.html"},"modified":"2015-07-10T10:05:28","modified_gmt":"2015-07-10T08:05:28","slug":"enzym-knackt-stabile-aromatische-verbindungen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/enzym-knackt-stabile-aromatische-verbindungen\/","title":{"rendered":"Enzym knackt stabile aromatische Verbindungen"},"content":{"rendered":"<p><strong>Ein Forschungsteam der Universit\u00e4t Freiburg um Prof. Dr. Matthias Boll und seine Doktorandin Simona G. Huwiler hat herausgefunden, wie Bakterien mithilfe eines Enzyms aromatische Benzolringe \u2013 extrem stabile Verbindungen aus sechs Kohlenstoffatomen \u2013 ohne Beteiligung von Sauerstoff abbauen k\u00f6nnen. Die Analyse der Kristallstruktur dieses Schl\u00fcsselenzyms ergab, dass ein Wolfram-Atom im katalytischen Zentrum ma\u00dfgeblich an der Zerst\u00f6rung des aromatischen Systems des Benzolrings beteiligt ist. Wolfram ist das schwerste Metall mit biologischer Funktion. Da Benzolringe in der Natur h\u00e4ufig vorkommen, ist es f\u00fcr Mensch und Umwelt wichtig zu wissen, wie sie im globalen Kohlenstoffzyklus recycelt werden. Dies gilt insbesondere, weil sich im Erd\u00f6l schwer abbaubare, oft toxische und krebserzeugende aromatische Verbindungen anreichern. Das Team ver\u00f6ffentlichte die Ergebnisse in der Fachzeitschrift \u201eNature Chemical Biology\u201c.<\/strong><\/p>\n<p>Aromatische Benzolringe werden \u00fcberwiegend von Holzpflanzen gebildet und zeichnen sich durch einen charakteristischen Geruch aus. Seit langem ist bekannt, dass sauerstoffabh\u00e4ngige Bakterien diese Ringe mit Hilfe von Sauerstoff abbauen. Wie jedoch Bakterien in Bereichen ohne Sauerstoff wie in Sedimenten von Meeren oder Fl\u00fcssen, kontaminiertem Grundwasser oder Biogasanlagen aromatische Verbindungen abbauen, war bislang unklar. Das Team um Boll hat durch die Aufkl\u00e4rung der Struktur des Enzyms Klasse-II-Benzoyl-CoA-Reduktase entdeckt, wie ein Wolfram-Cofaktor das aromatische System des Benzolrings ohne Beteiligung von Sauerstoff aufbrechen kann. Die Reaktion reduziert das aromatische Ringsystem zu einem nicht-aromatischen zyklischen Dien. Der weitere Abbau dieses Produktes ist dann vergleichsweise einfach.<\/p>\n<p>Eine analoge Reaktion ist seit 70 Jahren bekannt: 1944 beschrieb Arthur Birch die heute als Birch-Reduktion in Lehrb\u00fcchern bekannte Synthese von zyklischen Dienen aus aromatischen Ringen. Sie wird unter anderem bei der Synthese von Arzneimitteln eingesetzt, ben\u00f6tigt allerdings giftige Substanzen wie Alkali-Metalle und Ammoniak. Ein Biokatalysator, der ohne diese giftigen Substanzen eine gleichartige Reaktion katalysiert, ist biotechnologisch interessant.<\/p>\n<p>Die Ergebnisse dieser Studie entstanden unter der Leitung von Matthias Boll in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Biophysik in Frankfurt sowie franz\u00f6sischer und kanadischer Forschungseinrichtungen. An der Forschung beteiligt waren auch Dr. Till Biskup und Prof. Dr. Stefan Weber vom Institut f\u00fcr Physikalische Chemie der Universit\u00e4t Freiburg. Matthias Boll leitet eine Arbeitsgruppe am Institut f\u00fcr Biologie II der Universit\u00e4t Freiburg und ist Projektleiter an der Spemann Graduiertenschule f\u00fcr Biologie und Medizin (SGBM) sowie des Graduiertenkollegs GRK 1976 \u201eFunktionelle Diversit\u00e4t von Cofaktoren in Enzymen\u201c. Zudem ist er Sprecher des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gef\u00f6rderten Schwerpunktprogramms \u201eBiologische Transformationen von Kohlenwasserstoffen ohne Sauerstoff: vom molekularen zum globalen Ma\u00dfstab\u201c (SPP 1319).<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Originalpublikation<\/h3>\n<p>S. G. Huwiler, T. Weinert, J. W. Kung, S. Weidenweber, P. Hellwig, H.-J. St\u00e4rk, T. Biskup, S. Weber, J. J. Cotelesage, G. N. George, U. Ermler &amp; M. Boll (2015) Structural basis of enzymatic benzene ring reduction. Nature Chemical Biology, doi:10.1038\/nchembio.1849<br \/>\n<span class=\"link-external\"><a href=\"http:\/\/www.nature.com\/nchembio\/journal\/vaop\/ncurrent\/full\/nchembio.1849.html\" target=\"_blank\">www.nature.com\/nchembio\/journal\/vaop\/ncurrent\/full\/nchembio.1849.html<\/a><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Freiburger Wissenschaftler erkl&auml;ren, wie Bakterien Benzolringe ohne Sauerstoff abbauenEin Forschungs&#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[1544,9936,409],"class_list":["post-26971","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-deutsche-forschungsgemeinschaft-dfg","supplier-nature-chemical-biology","supplier-universitaet-freiburg"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26971","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=26971"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26971\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26971"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26971"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26971"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=26971"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}