Forskningsprojekt i Kirschnings grupp
Syntetisk kemi hör hemma i vår forskargrupp på många olika sätt. Vi använder och kombinerar syntetisk kemi, bioteknik och möjliggörande teknologier för läkemedelsorienterad naturproduktsforskning för att utveckla nya antiinfektiva medel. Ett sidospår i detta gränsland mellan syntetisk kemi och biovetenskap gäller frågan om koenzymernas och kofaktorernas roll i livets uppkomst och utveckling.
Naturproduktsyntes, strukturbestämning och läkemedelsutveckling
Vårt arbete med totalsyntes av naturprodukter sker inom ramen för ett strategiskt partnerskap med Helmholtz Center for Infection Research i Braunschweig/Saarbrücken, Tyskland. Vi arbetar med att kartlägga strukturen hos nya biologiskt högaktiva sekundära metaboliter, deras total- och semisyntes och slutligen deras biologiska och biomedicinska profil. Många av dessa naturprodukter har antingen starka antiproliferativa eller antibakteriella egenskaper.
Ett talande exempel är Elansolid A, en polyketid makrolakton som uppvisar antibakteriella egenskaper. Vi har varit delaktiga i strukturbestämningen och utvecklat en totalsyntes som utformats på ett biomimetiskt sätt med avseende på det centrala tetrahydroindanmotivet.
Utvidgning av terpenomet med hjälp av terpencyklaser
Terpener är den största och mest mångsidiga klassen av naturprodukter. De genereras från en linjär prekursor - i fallet med seskviterpener är detta farnesylpyrofosfat (FPP) - med hjälp av en katjonisk kaskadreaktion. Vi studerar promiskuiteten hos seskviterpencyklaser som presilfiperfolan-8-β-ol-syntas (BcBot2) för att utöka sfären av terpener och skapa nya icke-naturliga terpenskelett. Detta exemplifieras för den heteroatom-modifierade tricykliska seskviterpenoiden. Denna kemoenzymatiska strategi kompletteras med användning av oxygenaser och hydroxylaser som selektivt syresätter de nybildade terpenoiderna som har potential att utöka gruppen av terpenbaserade dofter och smaker.
Livets uppkomst
Evolutionen av koenzymer och kofaktorer är grundläggande för vår egen existens och ändå diskuteras detta ämne sällan i samtida vetenskap. Koenzymer är biologiska organokatalysatorer som är viktiga för funktionell biokatalys i alla levande organismer där de fungerar som valuta för att reglera många grundläggande metaboliska processer. Detta teoretiska och spekulativa ämne, som vi kompletterar med experimentella studier, syftar till att etablera dessa små kemiska enheter som en (ny) linje i den kemiska evolutionen. Vi ser dem som nyckelaktörer i övergången från den abiotiska till den biotiska världen.
