Dokument 2.pdf - OPUS-Datenbank - Universität Hohenheim

6 Diskussion
cken sich dabei nicht mit der in Gegenwart von Butanol oder anderer Lösungsmittel
zu erwartenden Antwort, da sie die Fluidität der äußeren Membran erhöhen. Der lösungsmitteltolerante
Stamm P. putida DOT-T1E, zeigte im Hinblick auf den Anteil
gesättigter Fettsäuren eine entgegengesetzte Tendenz (Rühl et al., 2012).
Rühl et al. (2012) stellten zudem fest, dass das Enzym Cti (PP_2376), welches die
cis/trans-Isomerisierung von Fettsäuren katalysiert in P. putida KT2440 zwar kodiert
wird, offenbar aber keine Funktion zeigt. Auch wir konnten weder in den im Schüttelkolben
noch in den im Fermenter durchgeführten Versuchen eine Induktion dieses
Enzyms feststellen. Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass zum Zeitpunkt der Probenahme
der Prozess der Umstrukturierung der äußeren und inneren Membran bereits
abgeschlossen war und die beteiligten Enzyme zu diesem Zeitpunkt nicht mehr reguliert
waren.
6.2.4 Transporter und Efflux-Systeme
Als ein weiterer möglicher Mechanismus der Lösungsmitteltoleranz in P. putida KT2440,
welcher einen erhöhten ATP-Bedarf mit sich bringt, kommt ein aktiver Export von
Butanol in Betracht. Wie bereits im Experiment mit Ethylenglycol zeigte P. putida
KT2440 auch unter Butanol eine verstärkte Expression der Acetat-Permease (ActP),
welche mit steigender Butanolkonzentration weiter anstieg. Unter 7,5 g/l Butanol waren
zudem das MFS_1-Protein (PP_0288) die „ABC Transporter ATP-Bindeproteine“
(PP_0196, PP_2131) sowie das RND Efflux-System (PP_3582) induziert. Von diesen
Proteinen wiesen MFS_1 (PP_0288) und die Acetat Permease (ActP) die deutlichste
Regulation auf. PP_0288 enthält laut der Conserved Domain Datenbank (CDD) eine
oder mehrere Domänen welche zu einem Oxalat/Formiat Antiporter aus Oxalobacter
formigenes homolog sind. In Oxalobacter formigenes dient dieser Antiporter dem Aufbau
eines Protonengardienten über die innere Membran (Anantharam et al., 1989). Eine
Besonderheit dieses Organismus ist dessen Fähigkeit, ohne Zufuhr von Zuckern einen
Protonengradienten, der auf dem beschriebenen Antiporter beruht, aufzubauen und
diesen zur Energiegewinnung zu nutzen (Allison et al., 1985). Da ein ähnliches System
in P. putida KT2440 unwahrscheinlich erscheint, kann aufgrund der Homologie eine
Oxalat/Formiat-Transportfunktion von PP_0288 vermutet werden. Der ABC Transporter
(PP_0196 - PP_0198) ist vermutlich am Transport von Aminosäuren beteiligt.
Die genaue Funktion vom PP_2131 ist nicht bekannt. Bei PP_3582 handelt es sich
um die Komponente der äußeren Membran eines RND-Efflux Systems, welches auch
in Gegenwart von Vanillin verstärkt experimiert wurde (s. Abschnitt 5.3.3). Welche
Substrate von diesem Efflux-System transportiert werden, ist bislang nicht untersucht.
Neben ActP und PP_0288 ist das hypothetische Porin (PP_2662), welches in Steady-
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