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6 Diskussion
setzungsversuche von Yvonne Beck (Beck, 2012) nahelegen weisen die Enzyme PedE
und PedH in P. putida KT2440 ein von P. putida U (Arias et al., 2008) verschiedenes
Substratspektrum auf. So deuten mehrere von Arias et al. (2008) erzeugte Insertionsmutanten
in P. putida U darauf hin, dass in diesem Stamm Alkohole mit einer Kettenlänge
bis C 5 über andere, nicht durch PedR1 regulierte Stoffwechselwege metabolisiert werden.
Die Ergebnisse dieser Arbeit sowie die der Umsetzungsversuche von Yvonne Beck
zeigen, dass in P. putida KT2440 offenbar auch kürzere Alkohole über die Enzyme
des PedR1-Regulons abgebaut werden können (Beck, 2012). Wie stark die beiden Substrate
Butanol und Ethylenglycol die einzelnen Regulatoren und Enzyme in P. putida
KT2440 induzieren, muss durch weitere Versuche (z.B. Promotor-Aktivitätsstudien)
geklärt werden. Aufgrund der vorliegenden Daten ist fraglich, ob der PedR1-Promotor
in P. putida KT2440 unter Butanol lediglich 40% der Aktivität derer unter Ethanol
aufweist, wie dies in P. aeruginosa der Fall ist (Mern et al., 2010). Untersuchungen
der Promotoraktivität der einzelnen Komponenten des Systems könnten auch über die
Frage Aufschluss geben, ob PedS1 (ErcS’) und PedR1 (ErbR) ein Regulatorpaar bilden
wie dies von Arias et al. (2008) für P. putida U vermutet wird, oder ob beide zu
unterschiedlichen Regulatorpaaren gehören, wie dies in P. aeruginosa von Mern et al.
(2010) gezeigt wurde. Unter der Annahme, dass der hierarchische Aufbau des Netzwerks
dem von Mern et al. (2010) postulierten gleicht, bewirkt Butanol eine verstärkte
Expression von Proteinen aller Ebenen dieser Regulationskaskade. Welche intra- oder
extrazellulären Metabolite den „Trigger“ für die einzelnen Sensorkinasen darstellen, ist
nicht bekannt.
Von großem Interesse ist zudem die Frage, ob auch die in der Genregion zwischen
PP_2662 und PP_2683 identifizierten Transportproteine in das regulatorische Netzwerk
um PedR1 eingebunden sind und welche Substratspezifität diese Transporter in
P. putida KT2440 im Vergleich zu P. putida U aufweisen. Darüber hinaus könnte ein
Vergleich der Proteinexpression mit einem als besonders lösungsmitteltolerant beschriebenen
Stamm wie z.B. P. putida S12, welcher bereits auf Ebene des Metabolismus und
der Lipid-Zusammensetzung der Membran charakterisiert wurde (Rühl et al., 2009;
Rühl et al., 2012), Aufschluss über die unterschiedlichen Mechanismen der Lösungsmitteltoleranz
in diesen Stämmen geben.
6.3 Vanillin
Wie bereits bei den im Teilprojekt „Butanol“ durchgeführten Versuchen, kamen auch in
diesem Teilprojekt sowohl 2D-DIGE als auch labelfreie massenspektrometrische Quantifizierung
(Membranfraktion, 1D-Fraktionierung) zum Einsatz. Dabei lieferte die 1D-
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