Dokument 2.pdf - OPUS-Datenbank - Universität Hohenheim

6.1 Ethylenglycol und Glyoxylsäure
es sich bei PedE und PedH um periplasmatische Enzyme handelt, sind PP_0545 und
PedI im Zytoplasma lokalisiert (vorhergesagt durch psort 3.0). Für den Transport von
Ethylenglycol über die äußere Membran könnte das hypothetische Protein PP_2662,
welches in allen drei untersuchten Stämmen unter Ethylenglycol verstärkt exprimiert
wurde, zuständig sein. Laut der „Conserved Domain Database (CDD)“ handelt es sich
bei diesem Protein um ein Porin das der „OM-Channels“ Superfamilie angehört. Ob
und wie Ethylenglycol bzw. eines seiner postulierten Abbauprodukte (Glycolaldehyd,
Glycolsäure, Glyoxylsäure) über die innere Membran gelangen, ist nicht bekannt. Ein
mögliches Transportprotein könnte die Acetat-Permease (ActP, PP_1743) darstellen,
welche in allen untersuchten Stämmen unter Glyoxylsäure und in P. putida KT2440
auch unter Ethylenglycol eine deutliche Induktion zeigte. Dieses Protein weist eine Sequenzidentität
von 96% zu YjcG einer Acetat-Permease aus E. coli K12 auf. In der
Arbeit von Gimenez et al. (2003) finden sich Hinweise, dass YjcG neben Acetat auch
Glycolat als Substrat akzeptieren könnte. Ob auch kurzkettige Alkohole zu dem Substratspektrum
des zur Aldehyd-Dehydrogenase (PP_0545) benachbarten Ethanolamin-
Transporter (PP_0544) gehören und dieser somit ebenfalls eine Rolle beim Transport
von Ethylenglycol spielen könnte, ist nicht bekannt. Die Induktion von PP_0544 in P.
putida GN259 unter Ethylenglycol lässt dies jedoch vermuten.
Von Interesse für den Transport könnten außerdem die Produkte der Gene PP_2667-
PP_2669 sein, welche alle eine starke Homologie zu den Proteinen PedABC aus P.
putida U aufweisen und dort für die drei Komponenten eines ABC-Transporters kodieren
(Arias et al., 2008). Dieses Transportsystem war jedoch weder unter Ethylenglycol
noch unter Glyoxylsäure induziert. Dies deckt sich mit den Ergebnissen aus P. putida
U, wo eine Mutante ∆pedABC keinen Einfluss auf das Wachstum mit kurzkettigen (C 2 -
C 3 ) Alkoholen zeigte, jedoch bei Kettenlängen zwischen C 4 und C 10 einen drastischen
Effekt auf das Wachstum hatte (Arias et al., 2008).
In P. aeruginosa ATCC 17933 wird der Abbau von Ethanol (und auch anderen Alkoholen)
durch ein hierarchisches Netzwerk reguliert (Mern et al., 2010). Neben der
Alkohol-Dehydrogenase ExaA, stehen auch die Aldehyd-Dehydrogenase ExaC und das
Cytochrom 550 (ExaB) sowie die PQQ-Biosyntheseproteine PqqABCDEH (PA1985-
PA1990) unter der Kontrolle des Regulators ErbR (PedR1) (Schobert et al., 2001;
Gliese et al., 2004; Gliese et al., 2010). ErbR wurde erstmals von Schweizer (1991) als
Regulator des Glycerol-Metabolismus beschrieben. Wie Gliese et al. (2004) zeigten, erfolgt
die Kontrolle von ExaA nicht direkt durch ErbR sondern über die Sensorkinase
EraS und den Response Regulator EraR. Mern et al. (2010) identifizierten über diese
Ebenen der Regulation hinaus die beiden Sensorkinasen ErcS und ErcS’ sowie den Response
Regulator ErdR, welche ErbR übergeordnet sind. Dabei wird ErdR konstitutiv
exprimiert, während die Aktivität des ercS-Promotors von der eingesetzten Kohlen-
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