Helmholtz-Gemeinschaft

Einleitung
(Arjunan et al., 1996, Dobritzsch et al., 1998, Dyda et al., 1993, Gocke, 2007, Hasson et al.,
1998, Schütz et al., 2003, Versées et al., 2007) sowie die Benzaldehydlyase (Maraite et al.,
2007, Mosbacher et al., 2005). Neben der Bildung von Tetrameren haben manche
Pyruvatdecarboxylasen (PDC) die Tendenz zu Dimeren zu dissoziieren (Kutter et al., 2006)
oder höher molekulare Zustände, wie Octamere, anzunehmen (Pohl et al., 1994, Raj et al.,
2002). So wurden molekulare Massen von bis zu 300–500 kDa für pflanzliche PDCs
beobachtet (König, 1998).
1.4.4 Spezielle Thiamindiphosphat-abhängige Enzyme
Im folgenden Kapitel, werden die für diese Arbeit relevanten Enzyme vorgestellt. Dabei
handelt es sich um die Benzoylformiatdecarboxylase (BFD) aus Pseudomonas putida, bzw.
eine Variante, die BFDH281A mit erhöhter Carboligaseaktivität und die Benzaldehydlyase
aus Pseudomonas fluorescens.
1.4.4.1 Benzoylformiatdecarboxylase (BFD) aus Pseudomonas putida
Die BFD aus P. putida ATCC 12633 (EC 4.1.1.7) wurde erstmals 1966 von Hegemann und
Mitarbeitern beschrieben (Hegeman, 1970). Sie ist Teil des Mandelat-Abbauwegs von
P. putida und katalysiert dort die Decarboxylierung von Benzoylformiat zu Benzaldehyd
(Tsou et al., 1990). Das aus dem Benzaldehyd gebildete Benzoat wird im β-Ketoadipat-Weg
zu Succinyl-CoA und Acetyl-CoA umgewandelt und im Citrat-Zyklus metabolisiert (Stanier
und Ornston, 1973). Die BFD ermöglicht so das Wachstum von P. putida auf Benzoylformiat
als Kohlenstoffquelle. 1990 wurde das kodierende Gen mdlC zum ersten Mal kloniert (Tsou
et al., 1990). Bisher wurden sechs weitere BFDs mit Benzoylformiat-spaltender Aktivität
nachgewiesen (Henning et al., 2006, Saehuan et al., 2007, Wendorff, 2006). Zwei davon, die
BFDB und die BFDC, stammen ebenfalls aus P. putida ATCC12633 (Henning et al. 2006).
Die bis heute am besten charakterisierte BFD, stellt aber die zuerst identifizierte BFD dar
(Iding et al., 2000, Siegert et al., 2005).
Ihr Substratspektrum für die Decarboxylasereaktion und kinetische Parameter wurden
ausführlich untersucht. Gegenüber Benzoylformiat besitzt sie, verglichen mit anderen
bekannten BFDs, die höchste spezifische Aktivität (V max : 400 U/mg, K M : 0,37 mM) (Gocke et
al., 2008). Sterisch anspruchsvollere aromatische sowie aliphatische 2-Ketosäuren werden
allerdings nur in geringem Maße akzeptiert (Iding et al., 2000).
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