Function of O2-sensors from bacteria using FeS clusters for sensing of O2

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Das Umschalten vom aeroben zum anaeroben Stoffwechsel in fakultativ anaeroben Bakterien erfolgt durch Sauerstoff-sensitive Chemosensoren. Ein Modellsystem für solche O2-Sensoren ist der Transkriptionsregulator FNR (Fumarat-Nitratreduktase-Regulator). FNR enthält in der sensorischen Domäne ein [4Fe4S]-Zentrum, das in Anwesenheit von Sauerstoff zu einem [2Fe2S]-Zentrum und weiter zum FeS-freien apoFNR zerfällt. Dieser Zerfall des [4Fe4S]-Zentrums führt zur Inaktivierung von FNR. In Vorarbeiten wurde gezeigt, daß O2-inaktiviertes FNR mit Glutathion (und weiteren Cofaktoren) in vivo und in vitro zur aktiven Form rekonstituiert werden kann. Daraus ergibt sich ein Modell zur Funktion von FNR, nach dem FNR reversibel vom aktiven zum inaktiven Zustand umschaltet. Der Funktionszustand wird kinetisch von den Geschwindigkeiten der Inaktivierung und Aktivierung kontrolliert. Die Reaktionen, die an der reduktiven Aktivierung beteiligt sind, sollen durch biochemische, molekularbiologische und mikrobiologische Methoden charakterisiert werden. Dadurch soll ein bisher wenig untersuchter Aspekt der Funktion von FNR verständlich werden.