Dokument 2.pdf - OPUS-Datenbank - Universität Hohenheim

6.5 Terpene
CoA spezifische Dehydrogenase-Aktivität dieses Enzyms nahe. Während AtuD für den
Terpenabbau essentiell zu sein scheint, wuchsen PA1535-Mutanten auf Citronellol als
alleiniger Kohlenstoffquelle. Interessant ist, dass PA1535 auch Oktanoyl-CoA umsetzen
konnte. In unseren Experimenten wurde PA1535 unter Oktansäure nicht identifiziert,
war jedoch beim Wachstum auf Terpenen deutlich induziert. Zudem zeigten Förster-
Fromme et al. (2008), dass PA1535 „5-Methylhex-4-Enoyl-CoA“ nicht umsetzen konnte
und offenbar keine Funktion im Rahmen der β-Oxidation besitzt. PA1535 scheint daher
für die Umsetzung von Citronellyl-CoA spezifisch zu sein. Zudem deuten die hier vorgestellten
Daten darauf hin, dass Oktanoyl-CoA von PA1535 zwar umgesetzt werden
kann, dieses Substrat aber keine verstärkte Expression des Enzyms bewirkt.
Darüber hinaus wird aus den Ergebnissen ersichtlich, dass einige Enzyme der β-Oxidation
in Gegenwart von Terpenen, jedoch nicht oder nur in geringerem Maße unter
Oktansäure induziert werden (Abbildung 5.41). Um zu klären, ob der Abbau von Terpenen
und unverzweigter Fettsäuren tatsächlich von unterschiedlichen Enzymen katalysiert
wird und wie die Spezifität und die Umsatzrate der entsprechenden Enzyme
für die einzelnen Substrate sind, bedarf es weiterer Untersuchungen. Die Analyse von
Knockout-Mutanten sowie Enzymaktivitätstests wären hierzu ein erster Schritt.
Von Interesse ist zudem die Regulation des Terpenabbaus. Sowohl das atu- als auch das
liu-Gencluster verfügen über je einen Regulator (atuR und liuR), welcher sich auf dem
Genom in unmittelbarer Nachbarschaft zu den übrigen Genen des Clusters befindet
(Abbildung 5.36). Beide Regulatoren werden durch eine kurze „Intergenic Region“ von
den übrigen Proteinen getrennt. AtuR ist dabei entgegengesetzt zum übrigen Cluster
orientiert, liuR in gleicher Richtung. In unseren Versuchen zeigte AtuR sowohl unter
Citronellol als auch unter Citronellsäure eine verstärkte Expression. Diese verstärkte
Expression während des Wachstums auf Terpenen stimmt nicht mit den Ergebnissen
von Förster-Fromme et al. (2010) und Förster-Fromme et al. (2006) überein. Demnach
ist AtuR aufgrund seiner Gensequenz der Familie der „TetR-Transcriptional Regulators“
zugeordnet, einer Familie deren Mitglieder gewöhnlich als Repressoren wirken.
Zudem führte ein Knockout von atuR auch ohne Zugabe von Terpenen zu einer konstitutiven,
wenn auch geringen, Expression der übrigen Gene des atu-Clusters, was dessen
Rolle als Repressor zu bestätigen scheint (Förster-Fromme et al., 2010). Auf Basis der
vorliegenden Daten lässt sich die Rolle von AtuR jedoch nicht abschließend klären.
LiuR gehört der Familie der „GlnR Type Transkriptional Regulators“ an. GlnR selbst
fungiert in Bacillus subtilis ebenfalls als Repressor der Transkription (Brown et al.,
1996). Welche Rolle LiuR bei der Regulation des liu-Clusters spielt, lässt sich nicht
mit Sicherheit sagen, da der Regulator lediglich in Experimenten in Gegenwart von
Citronellol, nicht jedoch in Gegenwart von Citronellsäure, identifiziert werden konnte.
Hier zeigte er jedoch eine deutliche Induktion.
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