Thiosulfate oxidation in sulfur-storing bacteria

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Thiosulfat ist ein stabile, häufige Schwefelverbindung mittlerer Oxidationsstufe mit wichtiger Rolle im natürlichen Schwefelkreislauf. In den ökologisch bedeutsamen phototrophen grünen und roten Schwefelbakterien sowie chemotrophen Schwefeloxidierern wie Beggiatoa oder Thiothrix werden während der Oxidation von Thiosulfat zu Sulfat vorübergehend auffällige Kugeln polymeren, wasserunlöslichen Schwefels abgelagert. Für Schwefeloxidierer, die keine Schwefelkugeln bilden, ist ein periplasmatischer Thiosulfat-oxidierender Multienzymkomplex (Sox) beschrieben worden. Gene, die verwandte Proteine kodieren, sind auch in Schwefel-speichernden Bakterien vorhanden, allerdings ist über die Biochemie des Sox-Systems in diesen Organismen nahezu nichts bekannt. Unser Hauptinteresse besteht darin, anhand des experimentell zugänglichen Modellorganismus Allochromatium vinosum DSMZ 180T die biochemischen Unterschiede zwischen den beiden Systemen herauszuarbeiten. Mit einer Kombination genetischer und biochemischer Methoden wollen wir folgende Fragen beantworten: [1] Welche Komponenten sind für die Thiosulfatoxidation in Schwefel-speichernden Organismen essentiell? [2] Was ist die Funktion der essentiellen sox-kodierten Proteine? [3] Wie werden Schwefelablagerungen aus Thiosulfat gebildet? [4] Welche Substrate und Elektronenakzeptoren werden vom Sox-System aus Ach. vinosum genutzt? [5] Wie wird das Sox-System reguliert?