Pyruvat-Produktion durch acetatauxotrophe - JUWEL ...

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Pyruvat produziert . Die Gene gadA und gadB kodieren für zwei Glutamat-Decarboxylase-
Isoenzyme, die Glutamat zu y-Anünobutyrat decarboxylieren und dabei ein Proton
verbrauchen", somit also der Ansäuerung des Cytoplasmas entgegenwirken . Stromaufwärts
von gadB liegt gadC, welches für einen y-Aminobutyrat-Antiporter kodiert (Hersh et al.,
1996) . Der gadC-mRNA-Level war beim Vergleich YYC202-pBR322 und -pGS87 nicht
signifikant verändert . Die Expression von gadA, gadB und gadC wird durch ßs reguliert und
wird normalerweise durch niedrigen extrazellulären pH während der stationären
Wachstumsphase induziert . Die beiden Glutamat-Decarboxylasen und der GadC-Antiporter
sind wahrscheinlich notwendig, um einen annähernd neutralen intrazellulären pH zu
erreichen, wenn E. coli extremen Säure-Bedingungen ausgesetzt ist (Hersh et al., 1996 ; Small
& Waterman, 1998) . Bei pH 2,5 wird nur GadA oder GadB benötigt, damit E. coli überleben
kann . Bei einem pH von 2,0 werden dagegen beide Glutamat-Decarboxylasen benötigt, um
ein Überleben von E. coli zu ermöglichen (Castanie-Cornet et al., 1999) . Da bei dem
Transkriptom-Vergleich von YYC202-pBR322 und YYC202-pGS87 die RNA zu einem
Zeitpunkt isoliert wurde, wo der externe pH noch nahezu bei 7 lag, muss für die Induktion
von gadA und gadB ein cytoplasmatischer Säurestress verantwortlich sein . Dieser
cytoplasmatische Säurestress wird wahrscheinlich durch die Freisetzung von zwei Protonen
bei der Umsetzung von Glucose zu Pyruvat bedingt .
Die Gene hdeA und hdeB zeigten in YYC202-pBR322 einen mindestens 5-fach höheren
mRNA-Level als in YYC202-pGS87 . Diese Gene und ein drittes Gen, hdeD, das in den
dargestellten Experimenten nicht ausgewertet werden konnte, werden in hns-
Deletionsmutanten exprimiert (hde = hns-dependent expression, Yoshida et al., 1993) . Die
Expression aller drei Gene, die durch ßs reguliert wird, steigt normalerweise während der
stationären Phase (Arngvist et al., 1994 ; Waterman & Small, 1996 ; Yoshida et al., 1993) . Das
hdeA-Genprodukt vermittelt sowohl in S. flexneri (Waterman & Small, 1996) als auch in E.
coli (Gajiwala & Burley, 2000) eine Säure-Resistenz in der stationären Phase . Gajiwala und
Burley (2000) zeigten, dass HdeA eine Chaperon-Funktion bei pH 2, jedoch nicht bei
neutralem pH ausübt, und postulierten, dass HdeA die irreversible Denaturierung von
periplasmatischen Proteinen verhindert und damit eine Renaturierung bei neutralem pH
erlaubt. HdeB ist vermutlich ein Strukturhomolog von HdeA und kann mit diesem evtl .
Heterodimere bilden (Gajiwala und Burley, 2000) .
Das Gen yhiE zeigte eine 5-fach erhöhte Expression im Pyruvat-Produzenten YYC202-
pBR322 im Vergleich zu YYC202-pGS87 . Auch für yhiE wurde kürzlich beschrieben, dass es
in der Säurestressantwort involviert ist . Mutationen von yhiE führten zu einer reduzierten