Regulation des Stickstoffmetabolismus in Bacillus subtilis durch den Repressor CcpA - den zentralen Faktor der C-Katabolitenrepression

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Das Katabolitenkontrollprotein CcpA ist der zentrale Regulator des C-Stoffwechsels in Gram-positiven Bakterien mit geringem GC-Gehalt. Neben der Kontrolle einer Reihe von Operons, deren Expression für die Verwertung sekundärer C-Quellen benötigt wird, ist CcpA in Bacillus subtilis an der Regulation zentraler Stoffwechselwege, z.B. der Glykolyse und des Krebs-Zyklus beteiligt. Unsere Analysen zur Regulation der Glykolyse ergaben, daß CcpA diesen Stoffwechselweg über einen neuen, bislang unbekannten Mechanismus reguliert: CcpA wird benötigt, um die Aufnahme von Zuckern wie Glukose zu ermöglichen. Deren intrazelluläre Derivate induzieren die Expression eines glykolytischen gapA-Operons. Dem gleichen Mechanismus folgt die Kontrolle des gltAB-Operons durch CcpA. Dieses Operon ist essentiell für die Ammoniumassimilation. Darüber hinaus sind die Biosynthesesn von Methionin und der verzweigtkettigen Aminosäuren von einem funktionellen CcpA abhängig. In diesem Vorhaben wollen wir mit Untersuchungen zum Transkriptom in ccpA-Mutanten ermitteln, welche Gene zu der von uns neu entdeckten Klasse der CcpA-abhängigen Gene gehören. Mit Hilfe von Mutantenanalysen wollen wir die Faktoren ermitteln, die dazu führen, daß CcpA-Mutanten einen starken Wachstumsdefekt aufweisen. Schließlich möchten wir am Beispiel der Glykolyse, des Krebs-Zyklus und der Ammoniumassimilation die regulatorische Interaktion zwischen Zuckerverwertung und Verfügbarkeit von Aminosäuren aufklären.