Biochemistry and bioenergetics of anaerobic toluene and p-cresol degradation in Desulfobacula toluolica

作为一种专性厌氧细菌，Desulfobacula toluolica与其他厌氧细菌一样，被称为Abbau von toluolnachgewiesen wurde。糖尿病代谢学Fähigkeit是一种非常有意义的研究方法，它可以帮助研究人员更好地研究糖尿病。二甲基苯并琥珀酸盐的合成及其与verläuft <s:1>苯并琥珀酸盐的合成。酶的本征性特征，硫酸盐还原酶催化反应的研究。本论文主要研究了苯基琥珀酸盐在生物组织中的应用。Neben Toluol baut D. toluolica auch p-Cresol ab, vermutlich <e:1> ber einen analogen stoffhselweg。Der Organismus gehört zu einer complete oxiderenden phylogenetic schen grouppe von sulfatreduzierenden delta - proteobakteren and wzur Zeit genome -sequenziert。其中，风沙菌属属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属植物属。[3] [8] [8] [8] [1] [4] [1] [3] [1] [3] [1] [4] [4] [4] [4] [1] [4] [4] [1] [4] [1] [4] [4] [4]2 . in weiteres spezifisches Ziel and die Untersuchung 3 . der Bioenergetik der beilingingreaktion, um herauszufinden, der Abbau von Toluol . der energy - limiterten physiologisines sulsuliers in Einklang zu bringen。Die Ziele sind dabei im einzelnen:(1)生物信息学分析。工业蛋白von Zellen， die autoluol bzw。对甲酚angezogen wurden， werden mit der genome sequenz korreliert，以及die jeweles between iligligen identifizien和die die stoffwehselwege zu rekonstruien。二价酶基因的鉴定与分析。(2)对苯基琥珀酸合成酶、甘酰基放射酶、土壤生化特性进行了研究。Hauptsächlich werden dabei Aspekte untersucht， die das enzyme aus Sulfatreduzierern von den orthologen enzyme aus反硝化erern unterscheiden soliden。[2] [3] [2] [3] [3] [3] [3] [3] [3] [4] [3] [4] [4] [4] [3] [4]Ebenso和对甲酚基的异构体的异构体，以分离的同工酶<e:1> r甲苯和对甲酚基。本研究的目的是研究苯琥珀酸合成酶的体外活化、甘酰基碱基活化和晶体化酶的合成。(3) Der weitere Abbauweg des Benzylsuccinats zu Benzoyl-CoA, bzw。4-羟基-苄基琥珀酸酯；4-羟基-苯甲酰辅酶a；die erfordert zunächst die Aufklärung der bisher unbekannten stoffwehselwege und der bebeiligten Enzyme, anschließend dann die biochemische Charakterisierung der wichtigsten Enzyme。例如，Teilprojekt werden werden将会使用auf - die Reaktionen konzentrien， die auf - grund将会使用Energetik bei Sulfatreduzierern werwerlaufen können。

Das obligate anaerobe Bakterium Desulfobacula toluolica war das erste sulfatreduzierende Bakterium, bei dem der Abbau von Toluol nachgewiesen wurde. Diese metabolische Fähigkeit ist auch heute noch nicht bei vielen Sulfatreduzierern bekannt. Der Toluolabbau wird dabei durch Fumarataddition an die Methylgruppe eingeleitet und verläuft über Benzylsuccinat als erstes Intermediat. Die genaueren Eigenschaften des Enzyms, das diese Reaktion in sulfatreduzierenden Bakterien katalysiert, wurden jedoch noch nicht untersucht; ebenso gibt es keine Informationen zum weiteren Abbauweg des Benzylsuccinats in diesen Organismen. Neben Toluol baut D. toluolica auch p-Cresol ab, vermutlich über einen analogen Stoffwechselweg. Der Organismus gehört zu einer komplett oxidierenden phylogenetischen Gruppe von sulfatreduzierenden Delta-Proteobakterien und wird zur Zeit Genom-sequenziert. Es wird das erste verfügbare Genom eines Kohlenwasserstoff-oxidierenden sulfatreduzierenden Bakteriums werden und nach Desulfobacterium autotrophicum das zweite einer komplett oxidierenden Art. Das beantragte Forschungsprojekt zielt auf die Identifizierung und die biochemische Charakterisierung der Stoffwechselwege und der Enzyme des anaeroben Toluol- und p-Cresol-Abbaus in dieser Art. Ein weiteres spezifisches Ziel ist die Untersuchung 3 der Bioenergetik der beteiligten Reaktionen, um herauszufinden, wie der Abbau von Toluol mit der Energie-limitierten Physiologie eines Sulfatreduzierers in Einklang zu bringen ist. Die Ziele sind dabei im einzelnen: (1) Bioinformatische Analyse. Induzierte Proteine von Zellen, die auf Toluol bzw. p-Cresol angezogen wurden, werden mit der Genomsequenz korreliert, um die jeweils beteiligten Gene zu identifizieren und die die Stoffwechselwege zu rekonstruieren. Zugleich dienen die identifizierten Gene als Basis für die biochemische Analyse der codierten Enzyme. (2) Die Benzylsuccinatsynthase von D. toluolica, ein Glycyl-Radikal-Enzym, soll biochemisch charakterisiert werden. Hauptsächlich werden dabei Aspekte untersucht, die das Enzym aus Sulfatreduzierern von den orthologen Enzymen aus Denitrifizierern unterscheiden sollten. Die interessanteste Frage stellung ist dabei, ob die freiwerdende Energie der Additionsreaktionen über einen Energiekonservierungs-Mechanismus nutzbar gemacht wird. Ebenso wird untersucht, ob es ein gemeinsames oder separate Isoenzyme für Toluol und p-Cresol gibt. Weitere wichtige Aspekte der Untersuchung der Benzylsuccinatsynthase werden die in-vitro-Aktivierung zur aktiven, Glycyl-Radikalhaltigen Form und Versuche zur Kristallisierung des Enzyms sein. (3) Der weitere Abbauweg des Benzylsuccinats zu Benzoyl-CoA, bzw. des 4-Hydroxy- Benzylsuccinats zu 4-Hydroxy-Benzoyl-CoA, soll untersucht werden. Dies erfordert zunächst die Aufklärung der bisher unbekannten Stoffwechselwege und der beteiligten Enzyme, anschließend dann die biochemische Charakterisierung der wichtigsten Enzyme. Auch in diesem Teilprojekt werden wir uns auf die Reaktionen konzentrieren, die aufgrund ihrer Energetik bei Sulfatreduzierern nur schwer ablaufen können.