Funktionale Genomanalyse von Azoarcus sp. Stamm EbN1: Biochemie, Gene und globale Regulation des anaeroben Kohlenwasserstoff-Stoffwechsels

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Das fakultativ aerobe/denitrifizierende Bakterium Azoarcus sp. Stamm EbN1 baut in der Abwesenheit von Sauerstoff neben einigen polaren aromatischen Verbindungen (z.B. Benzoat) auch die aromatischen Kohlenwasserstoffe Ethylbenzol und Toluol ab (auch direkt aus Rohöl). Wegen der Reaktionsträgheit der Kohlenwasserstoffe sind besondere Initialreaktionen für ihren anaeroben Abbau nötig. Die Abbauwege von Ethylbenzol und Toluol verlaufen allerdings bis zum ersten gemeinsamen Intermediat Benzyol-CoA völlig unterschiedlich, obwohl die beiden Verbindungen chemisch sehr ähnlich sind. Die beteiligten Enzyme werden spezifisch durch das jeweilige Substrat induziert. Auf der Basis eines genomischen Ansatzes sollen folgende Ziele verfolgt werden: 1) Bioinformatische Auswertung (Annotation) der Genomsequenz. Besonderes Augenmerk wird auf die Identifizierung der Strukturgene und möglicher Regulatorgene für die Abbauwege der Kohlenwasserstoffe und anderer aromatischer Verbindungen gelegt. Als Grundlage dient dafür die Genomsequenz des Stamms, die derzeit am Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik bestimmt wird. 2) Biochemische Charakterisierung der noch unbekannten Enzyme des Ethylbenzol-Stoffwechsels. 3) Aufklärung globaler Regulationsmuster der katabolen Stoffwechselwege des Bakteriums für die beiden Kohlenwasserstoffe und des Umschaltens zwischen aerobem und denitrifizierenden Stoffwechsel.