Labeling studies for the elucidation of the biosynthetic steps of vancomycin-type glycopeptide antibiotics

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein erweitertes Verständnis über die Biosynthese der Glycopeptid-Antibiotika des Vancomycin-Typs gewonnen werden. Dazu wurden die 18O- und 2H-isotopenmarkierten Aminosäuren ß-Hydroxytyrosin und 4-Hydroxyphenylglycin, zentrale Bausteine der Glycopeptid-Antibiotika des Vancomycin-Typs, durch mutasynthetische Experimente in das Balhimycin-Aglycon eingebaut. Anhand massenspektrometrischer Untersuchungen des Metabolitenspektrums der supplementierten Mutante konnte festgestellt werden, ob der isotopenmarkierte Baustein in das Aglycon eingebaut wurde und ob beim Einbau strukturelle Modifikationen des betreffenden Bausteines aufgetreten sind. Die Supplementierungexperimente haben neue Einblicke in die Biosynthese der Glycopeptid-Antibiotika des Vancomycin-Typs ergeben. Es konnten neue Erkenntnisse sowohl über die Seitenkettenzyklisierung als auch über den Aufbau des Peptidrückgrats gewonnen werden. Der Mechanismus der Monooxygenasen, die die Seitenzyklisierung katalysieren, konnte näher charakterisiert werden. Der Einbau von den markierten Aminosäuren in das Peptidrückgrat führte zu einer Bestimmung der Substratspezifität der Synthase-Module, die den Aufbau des Peptidrückgrats katalysieren.In this work the biosynthesis of vancomycin-type glycopeptide antibiotics was investigated. Using mutasynthetic experiments 18O- und 2H-isotope labelled ß-hydroxytyrosine und 4-hydroxyphenylglycien were introduced into balhimycin aglycon. The Introduction of labeled amino acids was confirmed by HPLC-ESI-MS. Results of these experiments provide insights into biosynthesis of vancomycin-type glycopeptide antibiotics, particularly into the P450-mediated crosslinking