Dokument 2.pdf - OPUS-Datenbank - Universität Hohenheim

5.2 Untersuchungen zum Butanol-Metabolismus
Um einen besseren Überblick über die regulierten Proteine zu bekommen, wurden sie
anhand ihrer Funktion (COG-Datenbank) gruppiert (Abbildung 5.10).
Die meisten der unter Glucose induzierten Proteine entfielen auf die Kategorien „Proteinbiosynthese“
und „Cell Envelope Biogenesis“. Eine deutlich verstärkte Expression
zeigte dabei das für die Glucose-Aufnahme verantwortliche Porin OprB-1. Auch einige
Transporter der inneren Membran wie die an der Glucoseaufnahme beteiligten Proteine
(PP_1016 und PP_1017) sowie der Gluconattransporter GntP (PP_3417) wurden
unter Glucose verstärkt exprimiert. Die nach Butanol-Zugabe schwächere Expression
einiger am Transport extrazellulärer Proteine beteiligter Enzyme wie die Preprotein
Translocase (SecF) und die Signal Peptidase I „LepB“ lässt sich durch die in diesem
Zustand reduzierte Proteinexpression erklären. Auffällig ist auch die Regulation vierer
verschiedener „Methyl-Accepting Chemotaxis Transducer“, welche über das Genom
verteilt liegen (PP_0584, PP_1371, PP_5020, PP_2310) und ebenfalls unter Butanol
vermindert exprimiert wurden. Die genaue Funktion der einzelnen Proteine ist jedoch
nicht bekannt.
Wie bereits in der 2D-DIGE-Analyse waren die Proteine OprD und PP_3784 auch in
der Membranfraktion in Gegenwart von Butanol nach unten reguliert. OprD ist vor
allem im Zusammenhang mit Antibiotika-Resistenzen (Carbapeneme) bekannt, spielt
aber auch beim Aminosäuretransport eine Rolle (Hancock et al., 2002). Zudem war das
an der Aufnahme von Aromaten beteiligte Porin PP_1383 unter Glucose induziert.
Differenzielle Regulation von Membranproteinen in Pseudomonas putida KT2440
nach Behandlung mit 0,5 g/l bzw. 3 g/l Butanol
Im Vergleich zwischen den mit 0,5 g/l und den mit 3 g/l Butanol behandelten Proben
waren 54 Proteine reguliert. Hiervon zeigten lediglich fünf eine verstärkte Expression bei
höherer Butanolkonzentration. Drei dieser Proteine (PP_1502, PP_3099, PP_3100)
waren bereits im Vergleich zwischen „Glucose und 3 g/l Butanol“ induziert. Zusätzlich
wiesen der Transporter Acetat Permease (ActP) sowie das hypothetische Protein
PP_1503 unter 3 g/l Butanol eine im Vergleich zu 0,5 g/l Butanol verstärkte Expression
auf. Im Vergleich zwischen Kontrolle und 3 g/l wurde ActP aufgrund seines p-Wertes
(0,054) nicht als reguliert eingestuft.
Alle übrigen regulierten Proteine zeigten im direkten Vergleich bei höheren Butanolkonzentrationen
eine geringere Expression. Die schwächere Expression der Isocitrat-Lyase
(AceA), der Alkohol-Dehydrogenase (PedE) und der Aldehyd-Dehydrogenase (PedI) in
der Analyse der Membranfraktion korrelierte mit den Daten des entsprechenden 2D-
DIGE-Experiments (5.2.1.1). Auffällig ist zudem die in 3 g/l verminderte Expression
der Proteine PP_3781, PP_3783, PP_3784, PP_3785, PP_3788, welche in einem
Operon organisiert sind. Die Funktion der einzelnen Proteine des Operons ist jedoch
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