Untersuchungen zum Argininstoffwechsel bei Mycobacterium bovis ...

Die weiteren Schritte des Argininabbaus über den ADI-Weg führen über eine
katabole Ornithintranscarbamoylase (cOTC), die Citrullin zu Ornithin und
Carbamoylphosphat umsetzt. Im Genom von M. tuberculosis wurde jedoch kein Gen
für eine cOTC, sondern nur die Gensequenz für eine anabole OTC gefunden, die als
Gen argF annotiert wurde (COLE et al. 1998). Das Gen gehört zum Gencluster
argCJBDFRGH (ZUNIGA et al. 2002). Diese anabole OTC ist ein Enzym der
Argininbiosynthese. Die Möglichkeit, dass im Genom auch noch eine katabole OTC
vorhanden ist, besteht jedoch. Im Genom der Bakterien, die auf Gene des ADI-Wegs
untersucht wurden, lagen diese in unmittelbarer Nähe zueinander. Die Gene in der
Umgebung von arcA in M. tuberculosis sind bislang noch nicht annotiert.
Möglicherweise befindet sich darunter ein Gen für eine cOTC, das nicht genügend
Homologien zu bisher bekannten katabolen Ornithintranscarbamoylasen aufweist,
um es zu annotieren.
Anabole und katabole OTCasen sind sich strukturell oft ähnlich. Die normalerweise
unidirektional funktionierende, katabole OTCase von P. aeruginosa zum Beispiel
konnte durch Austausch einer Aminosäure an der Carbamoylphosphat-Bindungstelle
in ein partiell anabol wirksames Enzym umgewandelt werden (BAUR et al. 1990). Die
Aminosäuresequenz der katabolen OTCase von Halobacterium salinarium ist zum
großen Teil homolog zu der des anabolen Enzyms bei P. aeruginosa (RUEPP et al.
1995). Bei Rhizobium etli gelang in vitro sogar die Umkehrung der Funktion des
katabolen Enzyms (D'HOOGHE et al. 1997). Die bisher untersuchten anabolen
OTCasen sind zu kataboler Funktion nach bisherigem Kenntnisstand jedoch nicht in
der Lage. Daher erscheint es unwahrscheinlich, das argF bei M. tuberculosis an der
Umwandlung von Citrullin zu Carbamoylphosphat und Ornithin beteiligt ist.
Für das dritte Enzym des Arginindeiminasewegs, die Carbamat-Kinase (CK), ist
ebenfalls kein Gen im Genom von M. tuberculosis entdeckt worden. Für sie gilt aber
auch, wie für die cOTCase, dass ein entsprechendes Gen möglicherweise aufgrund
mangelnder Homologie zu bekannten Genen nicht annotiert wurde. Die Carbamat-
Kinase, deren Gen bei P. aeruginosa das arcC ist, katalysiert die Hydrolyse von
Carbamoyl-Phospat zu Ammoniak und CO2, wobei die freiwerdende Phospat-Gruppe
genutzt wird, um ADP zu ATP zu phosporylieren.
Es wurde in dieser Arbeit versucht, die Aktivität weiterer Enzyme des ADI-Wegs
nachzuweisen. Dazu wurde die Ammoniak-Akkumulation aus Citrullin unter
anaeroben Bedingungen bei M. bovis BCG und M. tuberculosis untersucht, indem
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