Transformation von Phospholipiden durch Phospholipasen A1 und Phospholipasen D - [kumulative Dissertation]

Abstract

Aufgrund ihrer Reaktions- und Regioselektivität haben Phospholipasen eine bedeutende Rolle in der synthetischen Lipidchemie erlangt. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Charakterisierung enzymatischer Phospholipid-Transformationen und stellt neue Ansätze zur Auffindung von Phospholipasen mit erweitertem biokatalytischem Potential vor. Der Austausch des Kopfgruppenalkohols gegen Ethanolamin und Analoga durch Phospholipasen D (PLDs) wurde zur Synthese artifizieller Phospholipide genutzt. Die Reaktion diente zudem - in Kombination mit einem neuartigen Bestimmungsverfahren für Phosphatidsäure - zur Entwicklung eines high-throughput-Assays, welcher das Screening nach effizienten PLD-Enzymen ermöglicht. Ein Nachweis von Acylhydrolasen des Phospholipase A1 (PLA1)-Typs in Fruchtkörpern des Basidiomyceten Armillaria ostoyae stellte den Ausgangspunkt zur Gewinnung von vier neuen PLA1s dar, welche hinsichtlich ihrer katalytischen Eigenschaften und biologischen Funktion charakterisiert wurden.

Reactions catalyzed by phospholipases are valuable tools in synthetic lipid chemistry because they proceed with high specificity. In this thesis, enzymatic phospholipid transformations and new approaches for the discovery of phospholipases with improved biocatalytic properties are described. The substitution of the phospholipid head group by ethanolamine and derivatives catalyzed by phospholipases D (PLDs) was used for the synthesis of a series of artificial phospholipids. Based on this reaction and a novel method for the determination of phosphatidic acid, a high-throughput assay for the screening for efficient PLD enzymes was developed. Purification of the high acylhydrolase activity found in fruiting bodies of the basidiomycete Armillaria ostoyae yielded four individual enzymes. The proteins which were assigned to the phospholipases A1 subfamily were characterized with respect to catalytic properties as well as their biological function.