Regulation of Pseudomonas putida genes involved in the metabolism of acidic amino acids

Pseudomonas putida KT2440 ist in der Lage, Aminosäuren als einzige Kohlenstoff-und Stickstoffquelle zu nutzen. Die sauren Aminosäuren (Asp, Glu) und ihre Amide (Asn, Gln) allein oder im Kombination mit weiteren C- und N-Quellen führen zu raschem Wachstum dieses Organismus. Ein Proteomics-Ansatz auf der Basis der 2D-Gelelektrophorese zeigte, dass beim Wachstum von P. putida KT2440 auf Glutamat (Glu) mindestens 9 Proteine in koordinierter Weise verstärkt exprimiert wurden, während einige andere Proteine beim Wachstum auf NH4+-Glucose induziert wurden. Die meisten der durch Glu induzierten Gene scheinen an der Aufnahme und am Stoffwechsel von Aminosäuren beteiligt zu sein und bilden wahrscheinlich ein Regulon, d. h. einen durch ein und dasselbe Regulatorprotein induzierten Satz funktionell verwandter Gene. Durch Transposon-Mutagenese wurde weiterhin gezeigt, dass die Expression der Proteine des Regulons vom intakten Zustand des gltB-Gens abhängt, das für die große Untereinheit der Glutamat-Synthase (GOGAT) kodiert. In der vorliegenden Arbeit wurde schließlich ein zuvor nicht beschriebenes Zweikomponentensstem (aau)identifiziert, das bei der Regulation des Stoffwechsels der sauren Aminosäuren eine zentrale Rolle zu spielen scheint. Die für die beiden Komponenenten des Systems kodierenden Gene (aauR und aauS) wurden durch homologe Rekombination inaktiviert. Die Transkonjuganten zeigten stark vermindertes Wachstum auf Glu und Gln, während die Verwertung von Asn und Asp weniger beeinträchtigt war. Auch das Wachstum auf Succinat als C-Quelle war normal. Dies zeigt, dass aau mit dem gut untersuchten dct-System, das die Aufnahme von Dicarbonsäuren in Rhizobien reguliert, zwar verwandt aber nicht identisch ist.