Verbundprojekt: Essigsäurebakterien / Beschreibung Teilprojekt |
| Teilprojekt 4A: Essigsäurebakterien als Biotransformationsfabriken (Teilprojekt 4A) |
| Laufzeit: 01.10.09-31.07.13 |
| Projektleiter: |
| Prof. Dr. Michael Bott, Forschungszentrum Jülich GmbH |
| Dr. Stephanie Bringer, Forschungszentrum Jülich |
| Das Gram-negative Essigsäurebakterium Gluconobacter oxydans ist dazu befähigt, Zucker und Zuckeralkohole regioselektiv zu oxidieren und ist deshalb ein wertvoller und vielseitiger Biokatalysator, der industriell schon lange genutzt wird, wie z. B. für die Produktion von Vitamin C und Dihydroxyaceton. Weitere Besonderheiten von G. oxydans sind die parallelen, aber räumlich getrennten Stoffwechselwege für die Oxidation von nicht-phosphorylierten Substraten und Zwischenverbindungen, sowohl im Periplasma als auch im Cytoplasma, und das Vorhandensein von nur zwei funktionellen katabolen Stoffwechselwegen, dem Pentosephosphat-Weg und dem Entner-Doudoroff-Weg (Abb. 1). Bezüglich der Atmungskette besitzt G. oxydans neben einer NADH Dehydrogenase II, einer Cytochrom bo3 Ubichinol Oxidase und einer Cytochrom bd Ubichinol Oxidase einen Cytochrom bc1 Komplex und ein lösliches Cytochrom c552, aber die Gene für eine terminale Cytochrom c Oxidase fehlen. Deshalb ist die Funktion des Cytochrom bc1 Komplexes in G. oxydans unklar (Abb. 2). |
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Die Regulation des Kohlenstoffflusses über diese verschiedenen Stoffwechselwege, die damit verbundene Regulation der Atmungskette und die Regulation des Substrattransports sind bisher noch nicht untersucht worden. Die Kenntnis dieser Regulationsmechanismen würde die zielgerichtete Beeinflussung der Stammeigenschaften vorantreiben, z. B. die Entwicklung eines G. oxydans-Stamms mit optimiertem Elektronenfluss und Energiegewinn aus den unvollständigen Oxidationen. Die geplanten Arbeiten umfassen genomweite Transkriptionsanalysen unter Einsatz von DNA-Microarrays, sowie Untersuchungen des Proteoms mittels 2-D-Gelen und Massenspektrometrie. |
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Referenzen: |
| Krajewski V, Simić P, Mouncey N, Bringer S, Sahm H, Bott M (2010) Metabolic engineering of Gluconobacter oxydans for improved growth rate and growth yield on glucose by elimination of gluconate formation. Appl Environ Microbiol: 76, 4369-4376, Doi:10.1128/AEM.03022-09 |
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Wissenschaftler entschlüsseln die Baupläne des Lebens (pdf; 12,3 Mb)
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