In vitro Untersuchung potentieller Ferredoxine und Ferredoxin Reduktasen des Myxobakteriums Sorangium cellulosum So ce56

Abstract

<b>Dokument vorübergehend gesperrt</b> Myxobakterien — insbesondere Mitglieder des Genus Sorangium — sind für ihr biotechnologisches Potential als Produzenten pharmazeutisch wichtiger Sekundärmetabolite bekannt. Cytochrome P450 (CYPs) sind in die Bildung verschiedener myxobakterieller Substanzen involviert. Da die in Bakterien verbreiteten Klasse I CYPs auf Ferredoxine und Ferredoxin Reduktasen als Elektronenmediatorproteine angewiesen sind, wurden entsprechende Kandidaten in der S. cellulosum So ce56 Genomsequenz identifiziert. Es wurden acht Ferredoxine (Fdx1-8) und zwei Ferredoxin Reduktasen (FdRA/B) kloniert, heterolog exprimiert und charakterisiert. Die unterschiedlichen Fdx—FdR Kombinationen wurden hinsichtlich des Elektronentransfers untereinander und ihrer Aktivität in CYP Systemen untersucht. Zwei Ferredoxine übertrugen Elektronen auf das endogene S. cellulosum So ce56 CYP260A1 und konnten von beiden Ferredoxin Reduktasen reduziert werden, so dass die CYP260A1 katalysierte Reaktion insgesamt von vier Fdx-FdR Kombinationen unterstützt wurde. Diese Variabilität des Elektronentransportweges könnte in vivo von Bedeutung für die Regulation der CYP Aktivität sein. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass die Elektronentransferkette aus FdRB und Fdx1 zwar nicht mit CYP260A1 arbeitet, jedoch die Aktivität des heterologen CYP11A1 aus Säugern unterstützt. Fdx1 ist das erste bakterielle Fdx, das mit diesem Säuger CYP eine funktionelle Redoxkette bildet.

<b>File temporarily not accessible</b> Myxobacteria — especially members of the genus Sorangium — are known for their biotechnological potential as producers of pharmaceutically valuable secondary metabolites. The biosynthesis of several of those myxobacterial compounds includes cytochrome P450 (CYP) activity. As class I CYPs occur wide-spread in bacteria and rely on ferredoxins and ferredoxin reductases as essential electron mediators respective candidates were identified in the genome of S. cellulosum So ce56. In this work eight ferredoxins (Fdx1-8) and two ferredoxin reductases (FdRA/B) were cloned, heterologously expressed and characterized. The different Fdx-FdR combinations were investigated with respect to electron transfer activity from FdR to Fdx as well as in CYP systems. Two ferredoxins were able to sustain the catalytic activity of the endogenous S. cellulosum So ce56 P450 CYP260A1 and were able to receive electrons from both ferredoxin reductases, resulting in four Fdx-FdR combinations able to deliver electrons to CYP260A1. This variability of the CYP electron transfer pathways might be of physiological relevance with respect to the regulation of CYP activity. Moreover, the electron transport chain FdRB-Fdx1 was demonstrated to support the heterologous mammalian CYP11A1, although it didn't sustain the catalytic activity of the autologous CYP260A1. Fdx1 is the first bacterial Fdx shown to functionally interact with mammalian CYP11A1.