Mechanismus und Regulation der Biosynthese flüchtiger Arsen-, Antimon und Bismut-Verbindungen durch Prokaryonten

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Metalle und Metalloide (Metall(oid)e) bzw. deren ionische Spezies werden insbesondere durch Mikroorganismen in anaeroben Habitaten des urbanen Umfeldes (Klärschlamm, Sickerwässern von Deponien) in flüchtige Derivate (metall(oid)-organische Verbindungen: meist methylierte Verbindungen; Hydride) überführt und unkontrollierbar mobilisiert. Nach vorliegenden Untersuchungen stellt Bismut eines der am häufigsten derivatisierten Metall (oid)e dar. In diesem Vorhaben sollen am Beispiel dieses Elements die molekularen Mechanismen der Biomethylierung von Metall(oid)en analysiert (Aufnahme des Metall(oid)s durch die Zelle, Analyse der Reaktionssequenz, Spezifität der Methylierungsreaktion(en) und Einblick in die Biomethylierung der Mikroflora von anaeroben Habitaten in situ erhalten werden. Die mechanistischen Untersuchungen werden mit Reinkulturen und zellfreien Extrakten der Methanoarchaea Methanobacterium formicium und Methanosarcina barkeri durchgeführt. Zur in situ Analyse der Biomethylierung von Einzelzellen sowohl in Reinkulturen als auch im komplexen Habitat wird die Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung sowie die Röntgen-Mikroskopie bzw. Mikro- Röntgenfluoreszenz herangezogen.