Dokument 2.pdf - OPUS-Datenbank - Universität Hohenheim

5.1 Untersuchungen zum Abbau von Ethylenglycol
5.1.1.4 Der Metabolismus von EG und GXS in Pseudomonas putida JM37
Neben P. putida KT2440 wurde in dieser Arbeit auch der Stamm P. putida JM37
untersucht (Li et al., 2010). Bei P. putida JM37 handelt es sich um ein Wildtypisolat,
welches aus einer m-Xylol haltigen Bodenprobe isoliert wurde. Dieser Stamm ist in
der Lage, sowohl auf Ethylenglycol als auch auf Glycol- und Glyoxylsäure als einziger
Kohlenstoffquelle zu wachsen.
Im Gegensatz zu P. putida KT2440 ist das Genom von P. putida JM37 nicht sequenziert.
Die Identifizierung regulierter Proteine basierte daher auf Homologien zu anderen,
bereits sequenzierten Pseudomonaden. Neben Proteinen aus P. putida KT2440 wurden
daher auch Proteine aus Pseudomonas putida F1 und Pseudomonas putida W619 in
diesem Versuch identifiziert.
Differenzielle Regulation von Proteinen in Pseudomonas putida JM37 nach Behandlung
mit Ethylenglycol (EG)
Nach Behandlung mit EG zeigten die Alkohol-Dehydrogenase (PP_2674) und das
hypothetische Porin (PP_2662) die stärkste Regulation. Zudem war neben der bereits
in P. putida KT2440 identifizierten Aldehyd-Dehydrogenase PP_2680 auch die
in der Mutante P. putida GN259 regulierte Aldehyd-Dehydrogenase (PP_0545) nach
EG-Behandlung induziert. Die Enzyme Isocitrat-Lyase (AceA), Glyoxylat-Carboligase
(Gcl) und Malat Synthase (GlcB) wurden ebenfalls unter Ethylenglycol verstärkt exprimiert.
Die Induktion dieser Enzyme lässt sowohl auf eine Induktion des „Glycerat
Pathway“ (Kornberg et al., 1961a) als auch des „Glyoxylatzyklus“ (bzw. Dicarboxylic-
Acid-Cycle) (Kornberg et al., 1957; Kornberg et al., 1961b) in P. putida JM37 schließen
(Li et al., 2010). Ebenfalls reguliert war das Enzym Hydroxypyruvat-Isomerase, welches
die Isomerisierung von Tatronat-Semialdehyd, dem Produkt der Glyoxylat-Carboligase
und Hydroxypyruvat, katalysiert. Beide Enzyme liegen in Pseudomonas putida W619
im gleichen Operon. Ein weiteres, am „Glyoxylatzyklus“ (bzw. Dicarboxylic-Acid-Cycle)
beteiligtes Enzym, die Malat-Dehydrogenase, war nach der Zugabe von EG ebenfalls
induziert. Anders als in P. putida KT2440 war die Isocitrat-Lyase (AceA) unter Ethylenglycol
nur geringfügig (1,9-fach) reguliert. Die in diesem Experiment gefundene
Isocitrat-Dehydrogenase wurde aufgrund ihrer Homologie zu einem entsprechenden Enzym
in Pseudomonas putida F1 identifiziert. Ein Molekulargewicht von 83 kDa lässt hier
auf eine monomere Isocitrat-Dehydrogenase schließen. Wie auch PP_2012 in P. putida
KT2440 wurde dieses Enzym nach EG-Behandlung vermindert exprimiert. Die Induktion
der Glycolat-Oxidase (GlcD) könnte auf einen Abbau von EG über das Zwischenprodukt
Glycolsäure hindeuten. Der Regulator PedR1 und die Acetyl-Co-Synthetase
(AcsA) waren ebenfalls induziert.
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