Molekulare Grundlagen des mikrobiellen Abbaus von Monoterpenen

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Monoterpene sind Naturstoffe mit einer Vielzahl von Strukturen und bedeutenden Umsatzraten im globalen Kohlenstoffkreislauf. Während aerobe Bakterien mit der Fähigkeit zur Mineralisierung von Monoterpenen zu Kohlendioxid seit langem bekannt sind, wurden anaerobe Mikroorganismen erst vor kurzem entdeckt. Im Gegensatz zur pflanzlichen Biosynthese sind systematische molekulare Untersuchungen der mikrobiellen Abbauwege bislang noch nicht erfolgt. In den geplanten Arbeiten sollen erstmals Gene für den anaeroben Abbau von ungesättigten Monoterpenen durch Alcaligenes defragrans und Thauera terpenica isoliert und charakterisiert werden. Aus der genetischen Primärinformation wird ein Modell des Abbaus entwickelt werden, das durch physiologische Studien mit gerichtet mutagenisierten Stämmen und enzymatischen Untersuchungen verifiziert werden soll. Die Aufklärung der molekularen Mechanismen der anaeroben Umsetzung von nichtpolarisierten Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen am Beispiel der Monoterpene könnte ähnich wie die Aufklärung des anaeroben Toluolabbaus grundlegend neues Wissen über ungewöhnliche Enzyme ergeben. Darüber hinaus könnte die gewonnene Kenntnis über den Naturstoffabbau langfristig zu einem Verständnis der Evolution von Schadstoff abbauenden Enzymen führen.