Mikrobieller Abbau von Chloraromaten: Der "neue" meta-Weg, eine Alternative zum modifizierten ortho-Weg

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Der mikrobielle Abbau von Chloraromaten über Chlorbrenzcatechine und anschließend über den meta-Weg ist neu, insbesondere wenn 3-Chlorbrenzcatechin als Intermediat auftritt. Der entscheidende Punkt ist eine Chlorcatechol-2,3-Dioxygenase, CbzE, die anders als die Catechol-2,3-Dioxygenasen keiner Suizidinaktivierung unterliegt. Inzwischen wurden in unserer Arbeitsgruppe zusätzliche zu Pseudomonas putida GJ31 Chlorbenzol-Verwerter isoliert, P. fluorescens SK1 und P. veronii 16-6A, die auch Chlorcatechol-2,3-Dioxygenasen besitzen. Was zeichnet diese Chlorcatechol-2,3-Dioxygenasen gegenüber Catechol-2,3-Dioxygenasen aus? Welche Änderung der Aminosäuresequenz in CbzE führt zum Verlust, welche in einer Catechol-2,3-Dioxygenase zum Gewinn der Eigenschaft des produktiven 3-ChlorbrenzcatechinUmsatzes? Durch gezielten Austausch von Aminosäuren und ungerichtete Mutationen (Error-prone PCR) sollen beide Typen von 2,3-Dioxygenasen verändert werden. Die Veränderung der Substratspezifitäten gegenüber substituierten Brenzcatechinen und der Turnover-Kapazitäten für 3-Chlorbrenzcatechin sollen geprüft werden. Ein zweiter Themenbereich wird sich mit dem gesamten meta-Abbauweg beschäftigen. Mittels Knockout-Mutanten wollen wir klären, welche Gene für den Abbau der chlorierten Brenzcatechine und welche für den der methylsubstituierten von Wichtigkeit sind. Es soll ferner untersucht werden, welche physiologische Rolle das in dem zweiten Cluster gefundene Regulatorgen für den Abbau von Chlorbenzol und Toluol spielt.