Expression and mutagenesis of genes coding for molybdenum hydroxylases from bacteria. Characterization of catabolic plasmids (quinaldine degradation)

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(I) Die Isochinolin-1-oxidoreduktase (Ior), ein heterodimeres Molybdo-Eisen/Schwefel-Protein mit Molybdopterin-Cytosin-Dinucleotid-Cofaktor, unterscheidet sich von anderen molybdänhaltigen Hydroxylasen des N-Heteroaromatenabbaus durch eine abweichende Anordnung von "Domänen", [2Fe2S]-Zentren mit sehr hohen Reduktionspotentialen sowie einem außergewöhnlichen kinetischen Verhalten bei der Reduktion des Molybdänzentrums. Zum Verständnis der Katalyse der Ior sind Konstruktion, Produktion und Charakterisierung von Proteinvarianten von besonderem Interesse. Dazu muss zunächst ein System zur funktionellen Expression der Gene der Ior etabliert werden. Durch gerichtete ortsspezifische Mutagenese und Analyse der Proteinvarianten sollen dann katalytisch relevante Aminosäurereste der Ior und des MolybdoEisen/Schwefel-Flavoproteins Chinolin-2-oxidoreduktase (Qor) identifiziert werden. (II) Die Fähigkeit, Chinaldin zu oxidieren bzw. abzubauen, scheint bei sechs Chinaldin verwertenden Bakterienstämmen auf einem ca. 100 kb großen Plasmid codiert zu sein; die meisten dieser Stämme enthalten mindestens ein zusätzliches Plasmid. Die Charakterisierung dieses neuen Chinaldinabbau-Plasmids ist ein weiteres Ziel des Vorhabens, außerdem soll das degradative Potential der Bakterienstämme (Abbau verschiedener "Xenobiotika") und die Rolle der weiteren Plasmide in katabolen Stoffwechselprozessen untersucht werden.