Detaillierte Studien von actinobakterieller ChdC
Abstract
Theoretischer Rahmen: Monoderme Bakterien folgen dem sogenannten "coproporphyrin-abhängigen" Häm-Biosyntheseweg zur Bildung von Häm b. Das letzte Enzym in diesem Weg ist die Coproheme-Decarboxylase. In diesem Antrag wollen wir vertiefte Kenntnisse über aktinobakterielle Coproheme-Decarboxylasen liefern, die sich als die Vertreter mit der höchsten katalytischen Aktivität erwiesen haben. Zielsetzungen: Durch den Einsatz von biochemischen und biophysikalischen High-End-Methoden zur Untersuchung des Wildtyps und von Varianten der aktinobakteriellen Coproheme-Decarboxylase von Corynebacterium diphteriae soll ein vertieftes Wissen über die Wirkungsweise im Allgemeinen und ein tiefer Einblick in alle beteiligten Redox-Intermediate gewonnen werden. Methoden: Die biochemische und biophysikalische Charakterisierung der Coproheme-Decarboxylase wird mit Hilfe mehrerer High-End-spektroskopischer Methoden und kinetischer Charakterisierungen der Enzyme durchgeführt. Darüber hinaus werden wir modernste strukturbiologische Methoden einsetzen, um die Struktur des Enzyms bis ins kleinste Detail zu verstehen. Innovation: Viele Fragen über die Mechanismen der Enzyme, die am Coproporphyrin-abhängigen Häm-Biosyntheseweg beteiligt sind, sind unbeantwortet. Dieser Stoffwechselweg ist essentiell für monoderme Bakterien und einige intermediäre und diderme Bakterien. Dieses Projekt bietet eine gute Grundlage für zukünftige Entwicklungen, um neue Therapeutika gegen pathogene monoderme Bakterien zu finden, wie z.B. die aktinobakteriellen Erreger wie Corynebacterium diphteriae oder Mycobacterium tuberculosis. Primär beteiligte Forscher: Stefan Hofbauer schloss 2014 sein PhD-Studium an der BOKU im Rahmen des FWF-Doktoratskollegs W1224 "BioToP" ab und habilitierte sich im Jänner 2021. Giulietta Smulevich ist Professorin an der Universität Florenz und ist Expertin und weltweit führend in der Resonanz-Raman-Spektroskopie von Häm-Proteinen. Dominika Borek und Zbyszek Otwinowski sind Professoren an der University of Texas, Southwestern Medical Center, und gelten als anerkannte Experten für Strukturbiologie.
Publikationen
Actinobacterial Coproheme Decarboxylases Use Histidine as a Distal Base to Promote Compound I Formation.
Autoren: Michlits, H; Lier, B; Pfanzagl, V; Djinović-Carugo, K; Furtmüller, PG; Oostenbrink, C; Obinger, C; Hofbauer, S; Jahr: 2020
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Reaction intermediate rotation during the decarboxylation of coproheme to heme b in C. diphtheriae.
Autoren: Sebastiani, F; Michlits, H; Lier, B; Becucci, M; Furtmüller, PG; Oostenbrink, C; Obinger, C; Hofbauer, S; Smulevich, G; Jahr: 2021
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
An active site at work - the role of key residues in C. diphteriae coproheme decarboxylase.
Autoren: Sebastiani, F; Risorti, R; Niccoli, C; Michlits, H; Becucci, M; Hofbauer, S; Smulevich, G; Jahr: 2022
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Initial Steps to Engineer Coproheme Decarboxylase to Obtain Stereospecific Monovinyl, Monopropionyl Deuterohemes.
Autoren: Michlits, H; Valente, N; Mlynek, G; Hofbauer, S; Jahr: 2021
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Spectroscopic evidence of the effect of hydrogen peroxide excess on the coproheme decarboxylase from actinobacterial Corynebacterium diphtheriae
Autoren: Sebastiani, F; Niccoli, C; Michlits, H; Risorti, R; Becucci, M; Hofbauer, S; Smulevich, G Jahr: 2022
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Molecular mechanism of the last step of the heme b biosynthesis in Gram-positive bacteria: the rotation matters
Autoren: Sebastiani, F; Michlits, H; Dali, A; Becucci, M; Hofbauer, S; Smulevich, G Jahr: 2022
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biochemistry of Enzymes Involved in the Coproporphyrin-Dependent Heme Biosynthesis Pathway of Gram-Positive Bacteria
Autoren: Hofbauer, S; Gabler, T; Patil, G; Michlits, H; Pfanzagl, V; Obinger, C; Furtmüller, PG Jahr: 2022
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
The role of the distal cavity in carbon monoxide stabilization in the coproheme decarboxylase enzyme from C. diphtheriae.
Autoren: Sebastiani, F; Dali, A; Alonso de Armiño, DJ; Campagni, L; Patil, G; Becucci, M; Hofbauer, S; Estrin, DA; Smulevich, G; Jahr: 2023
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Reactivity of Coproheme Decarboxylase with Monovinyl, Monopropionate Deuteroheme.
Autoren: Patil, G; Michlits, H; Furtmüller, PG; Hofbauer, S; Jahr: 2023
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Structural aspects of enzymes involved in prokaryotic Gram-positive heme biosynthesis.
Autoren: Falb, N; Patil, G; Furtmüller, PG; Gabler, T; Hofbauer, S; Jahr: 2023
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
The Molecular Evolution, Structure, and Function of Coproporphyrinogen Oxidase and Protoporphyrinogen Oxidase in Prokaryotes.
Autoren: Zámocký, M; Hofbauer, S; Gabler, T; Furtmüller, PG; Jahr: 2023
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Mitarbeiter*innen
Stefan Hofbauer
Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Stefan Hofbauer Ph.D.
stefan.hofbauer@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-77258
Projektleiter*in
01.12.2021 - 30.11.2025
Nikolaus Falb
Dipl.-Ing. Nikolaus Falb
nikolaus.falb@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.12.2021 - 30.11.2025
Gaurav Patil
Gaurav Patil MSc.
gaurav.patil@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-77278
Projektmitarbeiter*in
01.12.2021 - 30.11.2025