Charakterisierung und Regulation des reduktiven Prolinstoffwechsels im Zuge der Stickland-Reaktion durch anaerobe Bakterien

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Prolin wird in Clostridium sticklandii durch eine Prolin-Reduktase reduktiv zum 5-Aminovalerat gespalten. An der Katalyse sind ein Selenocystein und eine Pyruvylgruppe beteiligt. Die Pyruvylgruppe wird durch posttranslationale Spaltung eines Proproteins gebildet. Die Expression des Prolin-Reduktase-Operons wird duch Prolin induziert. Ein s54-abhängiger Promotor und ein s54-abhängiges Transkriptionsaktivatorprotein (PrdR) sowie das Gen für einen potentiellen Repressor (prdX) wurden stromaufwärts der Strukturgene identifiziert. Die Regulation des Operons und damit die Funktion des Aktivatorproteins bzw. potentiellen Repressors soll in einem zu etablierenden in vivo Testsystem mittels Reportergenfusion in E. coli detailliert untersucht werden. Zudem ist geplant, das PrdR-Protein überzuexprimieren, um in vitro-Analysen zu seiner Funktion durchführen zu können. Weiterhin ist geplant, die katalytisch wichtige Domäne der Prolin-Reduktase, die Spaltstelle des Proproteins auf ihre Funktion hin zu untersuchen. Dazu soll versucht werden, aktive Prolin-Reduktase in E. coli zu exprimieren und gerichtet Mutationen im Enzym einzuführen, die auf ihren katalytischen Effekt untersucht werden sollen.