Biosynthese der reduktiven Tetrachlorethen-Dehalogenase in Desulfitobacterium hafniense Y51 in Abhängigkeit vom Enzymsubstrat und dem Corrinoid-Cofaktor

Reinhold, Anika GND

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Prozess der reduktiven Dechlorierung von Tetrachlorethen (PCE) im gram-positiven, strikt anaeroben Bakterium Desulfitobacterium hafniense Y51 in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von PCE bzw. externem Vitamin B12 (Cyanocobalamin) untersucht. Die Dechlorierung von PCE erfolgt durch die reduktive Tetrachlorethen-Dehalogenase (PceA). Das pceA-Gen ist im pceABCT-Gencluster kodiert, welcher Teil eines mobilen genetischen Elements (Transposon) ist. PceA bindet zwei Eisen-Schwefel-Cluster und einen Corrinoid-Cofaktor. PceA ist ein Substrat des „twin arginine translocation“ (Tat)-abhängigen Transportweges. In Abwesenheit von PCE aggregiert unprozessiertes inaktives PceA im Cytoplasma der Zellen, vermutlich aufgrund eines Mangels an Corrinoid-Cofaktor. In dieser Arbeit wurde die Bildung von Aggregaten ebenfalls für den mutmaßlichen Faltungshelfer PceT beobachtet. Die Analyse der gereinigten Proteinaggregate ergab, dass zudem Proteine der Protein- und Corrinoid-Biosynthese vorhanden sind. Der Verlust von PceA bei Subkultivierung in Abwesenheit von PCE konnte auf die Transposition des pce-Genclusters zurückgeführt werden. Dieser Prozess wurde durch Zugabe von externem Cyanocobalamin verzögert. Die Isolierung einer vermutlich konstitutiv dechlorierenden Variante von D. hafniense Y51 war erfolgreich. Die Untersuchungen zur de novo Corrinoid-Biosynthese ergaben, dass die Zusammensetzung der Corrinoide der Zellen durch externe Faktoren wie PCE, Adenosylcobalamin oder 5,6-Dimethylbenzimidazol beeinflusst werden kann. Die Bildung des mutmaßlichen Membranankers PceB in vivo und dessen membran-assoziierte Lokalisation konnte gezeigt werden. Mittels Far-Western-Blot Analysen wurden erste Hinweise für eine Interaktion von PceA und dem exoplasmatischen Loop von PceB erhalten. Unter Verwendung aller bisherigen Erkenntnisse wurde ein Modell über die Bildung und Reifung von PceA in D. hafniense Y51 in Abhängigkeit von PCE und Vitamin B12 erstellt.

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Reinhold, Anika: Biosynthese der reduktiven Tetrachlorethen-Dehalogenase in Desulfitobacterium hafniense Y51 in Abhängigkeit vom Enzymsubstrat und dem Corrinoid-Cofaktor. 2014.

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