{"id":52175,"date":"2026-02-11T10:46:41","date_gmt":"2026-02-11T09:46:41","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20021-742\/"},"modified":"2026-02-11T10:46:41","modified_gmt":"2026-02-11T09:46:41","slug":"20021-742","status":"publish","type":"promotionsstipendium","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/promotionsstipendium\/20021-742\/","title":{"rendered":"Analyse des Potentials zur Verst\u00e4rkung pharmazeutisch relevanter Methylierungsreaktionen in vivo mithilfe von Formiat f\u00fcr eine effiziente Produktion methylierter Arzneistoffe"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align:justify;\">Das Umwandeln von umweltsch\u00e4dlichem Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2<\/sub>) und dessen Verwendung in der nachhaltigen Wertsch\u00f6pfung ist eine der wichtigsten Herausforderungen des 21.\u00a0Jahrhunderts. Aufgrund der Eigenschaften des Treibhausgases ist die Handhabung und die R\u00fcckf\u00fchrung in hochwertige Produkte problematisch. Durch die Reaktion von CO<sub>2<\/sub> mit umweltfreundlichem Wasserstoff (H<sub>2<\/sub>) oder durch direkte Elektrolyse, k\u00f6nnen die C1\u2011Bausteine Methanol, Formaldehyd und Ameisens\u00e4ure\/Formiat hergestellt werden. Diese sind fl\u00fcssig und k\u00f6nnen als stabiles chemisches Zwischenlager f\u00fcr die aus H<sub>2<\/sub> generierte Energie gesehen werden. Daher warb der Nobelpreisgewinner George Olah f\u00fcr eine Gesellschaft, in der Formiat und Methanol die fossilen Brennstoffe in der Energiegewinnung abl\u00f6sen.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">C1-Bausteine k\u00f6nnen zudem f\u00fcr die Generierung von Biomasse durch formatrophe und methylotrophe Organismen verwendet werden. Leider sind weder die bisher vorhandenen genetischen Methoden, noch die metabolische Effizienz nat\u00fcrlicher methylotropher Organismen (wie <em>Methylobacterium\u00a0extorquens<\/em>) ausreichend, um technische Anwendungen zu erm\u00f6glichen. Auch synthetische Formatrophe und Methylotrophe k\u00f6nnen nicht mit der metabolischen Effizienz der herk\u00f6mmlichen Modellorganismen mithalten.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">In diesem Projekt soll ein modifizierter <em>Escherichia\u00a0coli<\/em>-Stamm hergestellt werden, in den, durch eine Formiat-Tetrahydrofolat Ligase, Formiat in den C1-Tetrahydrofolat (H<sub>4<\/sub>F)-Pool eingespeist werden kann. Aus dem C1-H<sub>4<\/sub>F\u2011Metabolismus soll eine Methylgruppe generiert werden, die \u00fcber <em>S<\/em>-Adenosyl-l-Methionin (SAM)-abh\u00e4ngige Methyltransferasen (MT) auf unterschiedliche Molek\u00fcle \u00fcbertragen werden kann. Durch die Optimierung des metabolischen Flusses des C1-H<sub>4<\/sub>F Pools und der intrazellul\u00e4ren SAM Regeneration soll der Transfer der Methylgruppe beg\u00fcnstigt werden. Somit kann zu Formiat reduziertes CO<sub>2<\/sub> verwendet werden, um hochwertige Chemikalien zu generieren oder Arzneistoffe zu modifizieren. Um das effiziente Wachstum des Stammes zu gew\u00e4hrleisten, werden f\u00fcr den Rest des Metabolismus konventionelle Kohlenstoffbausteine verwendet.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Die <em>in\u00a0vivo<\/em> Methylierung \u00fcber Formiat soll dabei flexibel und skalierbar konzipiert werden, so dass unterschiedliche MT (so auch <em>radical SAM<\/em> MT) verwendbar sind und industrielle Ma\u00dfst\u00e4be erreicht werden k\u00f6nnen. Aktuell verwendete chemische Methylierungsstrategien beruhen auf umwelttoxischen Substanzen wie Methyliodid. Dabei ist die Regio- und Stereoselektivit\u00e4t nur schwer durch Schutzgruppenchemie steuerbar. SAM abh\u00e4ngige MT k\u00f6nnen dahingegen Substrate spezifisch methylieren und somit ihre chemischen und pharmakologischen Eigenschaften gezielt ver\u00e4ndern. Diese Methodik findet aufgrund der Instabilit\u00e4t und des verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig hohen Preises von SAM, sowie der Instabilit\u00e4t von vor allem <em>radical SAM<\/em> MT, heutzutage noch kaum Anwendung.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Wenn dieses Projekt gelingt kann CO<sub>2<\/sub> in Form von Formiat in hochwertige Substanzen umgewandelt werden, der Gebrauch von umweltsch\u00e4dlichen Methylierungsreagenzien verringert und die Verwendung von SAM-abh\u00e4ngigen MT in gro\u00dfen Ma\u00dfst\u00e4ben erm\u00f6glicht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Das Umwandeln von umweltsch\u00e4dlichem Kohlenstoffdioxid (CO2) und dessen Verwendung in der nachhaltigen Wertsch\u00f6pfung ist eine der wichtigsten Herausforderungen des 21.\u00a0Jahrhunderts. Aufgrund der Eigenschaften des Treibhausgases ist die Handhabung und die R\u00fcckf\u00fchrung in hochwertige Produkte problematisch. 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