Biosynthese im Reagenzglas

Die synthetische Naturstoffchemie leistet seit vielen Jahrzehnten Beiträge zur Entwicklung des methodischen Arsenals der organischen Chemie.¹ Das Potenzial der Fusion von organischer Synthese mit biosynthetischen Transformationen — sei es mit lebenden Organismen oder mit isolierten Enzymen — bleibt jedoch speziell bei der Darstellung von Naturstoffen nahezu ungenutzt. Dabei bieten solche kombinierten, interdisziplinären Ansätze enorme Chancen.² Ein aktuelles Beispiel dafür sind etwa die Arbeiten zum Metabolic Engineering sowie zur Semi- und Mutasynthese des Proteasominhibitors Salinosporamid A.³

Eine Option, um komplexe Biomoleküle darzustellen, ist deren vollständige biokatalytische Synthese. Für eine Reihe von Naturstoffbiosynthesen wurden alle enzymatischen Einzelreaktionen bereits in vitro nachvollzogen.⁴ In den meisten Fällen stand dabei jedoch die biochemische Charakterisierung und mechanistische Untersuchung der jeweiligen Transformation im Vordergrund. Eine In-vitro-Totalbiosynthese im Reagenzglas — also mit allen beteiligten Enzymen eines Naturstoffbiosynthesewegs in einem Topf — ist jedoch immer noch selten.⁵

Blickpunkt