{"id":52175,"date":"2026-10-23T12:46:47","date_gmt":"2026-10-23T10:46:47","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20021-742\/"},"modified":"2026-10-23T12:46:52","modified_gmt":"2026-10-23T10:46:52","slug":"20021-742","status":"publish","type":"promotionsstipendium","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/promotionsstipendium\/20021-742\/","title":{"rendered":"Analyse des Potentials zur Verst\u00c3\u00a4rkung pharmazeutisch relevanter Methylierungsreaktionen in vivo mithilfe von Formiat f\u00c3\u00bcr eine effiziente Produktion methylierter Arzneistoffe"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align:justify;\">Das Umwandeln von umweltsch\u00c3\u00a4dlichem Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2<\/sub>) und dessen Verwendung in der nachhaltigen Wertsch\u00c3\u00b6pfung ist eine der wichtigsten Herausforderungen des 21.\u00c2\u00a0Jahrhunderts. Aufgrund der Eigenschaften des Treibhausgases ist die Handhabung und die R\u00c3\u00bcckf\u00c3\u00bchrung in hochwertige Produkte problematisch. Durch die Reaktion von CO<sub>2<\/sub> mit umweltfreundlichem Wasserstoff (H<sub>2<\/sub>) oder durch direkte Elektrolyse, k\u00c3\u00b6nnen die C1\u00e2\u20ac\u2018Bausteine Methanol, Formaldehyd und Ameisens\u00c3\u00a4ure\/Formiat hergestellt werden. Diese sind fl\u00c3\u00bcssig und k\u00c3\u00b6nnen als stabiles chemisches Zwischenlager f\u00c3\u00bcr die aus H<sub>2<\/sub> generierte Energie gesehen werden. Daher warb der Nobelpreisgewinner George Olah f\u00c3\u00bcr eine Gesellschaft, in der Formiat und Methanol die fossilen Brennstoffe in der Energiegewinnung abl\u00c3\u00b6sen.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">C1-Bausteine k\u00c3\u00b6nnen zudem f\u00c3\u00bcr die Generierung von Biomasse durch formatrophe und methylotrophe Organismen verwendet werden. Leider sind weder die bisher vorhandenen genetischen Methoden, noch die metabolische Effizienz nat\u00c3\u00bcrlicher methylotropher Organismen (wie <em>Methylobacterium\u00c2\u00a0extorquens<\/em>) ausreichend, um technische Anwendungen zu erm\u00c3\u00b6glichen. Auch synthetische Formatrophe und Methylotrophe k\u00c3\u00b6nnen nicht mit der metabolischen Effizienz der herk\u00c3\u00b6mmlichen Modellorganismen mithalten.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">In diesem Projekt soll ein modifizierter <em>Escherichia\u00c2\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\u00e2\u20ac\u2018Metabolismus soll eine Methylgruppe generiert werden, die \u00c3\u00bcber <em>S<\/em>-Adenosyl-l-Methionin (SAM)-abh\u00c3\u00a4ngige Methyltransferasen (MT) auf unterschiedliche Molek\u00c3\u00bcle \u00c3\u00bcbertragen werden kann. Durch die Optimierung des metabolischen Flusses des C1-H<sub>4<\/sub>F Pools und der intrazellul\u00c3\u00a4ren SAM Regeneration soll der Transfer der Methylgruppe beg\u00c3\u00bcnstigt 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\u00c3\u00a4hrleisten, werden f\u00c3\u00bcr den Rest des Metabolismus konventionelle Kohlenstoffbausteine verwendet.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Die <em>in\u00c2\u00a0vivo<\/em> Methylierung \u00c3\u00bcber Formiat soll dabei flexibel und skalierbar konzipiert werden, so dass unterschiedliche MT (so auch <em>radical SAM<\/em> MT) verwendbar sind und industrielle Ma\u00c3\u0178st\u00c3\u00a4be erreicht werden k\u00c3\u00b6nnen. Aktuell verwendete chemische Methylierungsstrategien beruhen auf umwelttoxischen Substanzen wie Methyliodid. Dabei ist die Regio- und Stereoselektivit\u00c3\u00a4t nur schwer durch Schutzgruppenchemie steuerbar. SAM abh\u00c3\u00a4ngige MT k\u00c3\u00b6nnen dahingegen Substrate spezifisch methylieren und somit ihre chemischen und pharmakologischen Eigenschaften gezielt ver\u00c3\u00a4ndern. Diese Methodik findet aufgrund der Instabilit\u00c3\u00a4t und des verh\u00c3\u00a4ltnism\u00c3\u00a4\u00c3\u0178ig hohen Preises von SAM, sowie der Instabilit\u00c3\u00a4t 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\u00c3\u00a4dlichen Methylierungsreagenzien verringert und die Verwendung von SAM-abh\u00c3\u00a4ngigen MT in gro\u00c3\u0178en Ma\u00c3\u0178st\u00c3\u00a4ben erm\u00c3\u00b6glicht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Das Umwandeln von umweltsch\u00c3\u00a4dlichem Kohlenstoffdioxid (CO2) und dessen Verwendung in der nachhaltigen Wertsch\u00c3\u00b6pfung ist eine der wichtigsten Herausforderungen des 21.\u00c2\u00a0Jahrhunderts. 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