Biochemical characterization of the benzoyl-CoA pathway in Desulfobacula toluolica, Desulfococus multivorans and Desulfosarcina variabilis

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Die strikt anaeroben, sulfatreduzierenden Bakterien spielen beim Abbau von Aromaten eine wichtige Rolle in der Natur. Die wenig verstandenen biochemischen Prozesse beim Stoffwechsel des zentralen Zwischenprodukts Benzoyl-CoA werden in Desulfococcus multivorans, Desulfobacterium toluolica und Desulfosarcina variabilis untersucht. Ergebnisse aus unserer Arbeitsgruppe wiesen erstmals darauf hin, dass strikte Anaerobier einen neuartigen Molybdän- und Selenocystein-haltigen Enzymkomplex zur Benzoyl-CoA-Dearomatisierung nutzen. Die sequenzierten Genome der drei Sulfatreduzierer ermöglichen nun erstmals Proteom-Analysen zur Identifizierung Benzoat-induzierter Proteine; die Untersuchungen werden durch Reverse Transkriptase-PCR-Analysen unterstützt. Proteine werden heterolog überexprimiert oder aus den Wildtyp Stämmen gereinigt und biochemisch charakterisiert. Im Mittelpunkt des Projekts stehen Untersuchungen zu folgenden Reaktionen: (i) die Benzoyl-CoA Dearomatisierung, (ii) Reaktionen die zur Ringspaltung führen, und (iii) die Decarboxylierung von Glutaryl-CoA. Es wird erwartet, dass die freie Energie der letzt genannten Reaktion konserviert wird. Es werden neue Erkenntnisse in den bisher kaum verstandenen Aromaten- und Energiestoffwechsel sulfatreduzierender Bakterien erwartet.