Substrat-spezifische Induktion der anaeroben Abbauwege von aromatischen Verbindungen in Aromatoleum aromaticum EbN1

Das denitrifizierende Bakterium Aromatoleum aromaticum EbN1 kann aromatische Kohlenwasserstoffe sowie phenolische Verbindungen anaerob über verschiedene Abbauwege metabolisieren. Diese distinkte Degradierung war im Vergleich zu aeroben Abbauern wie Pseudomonas putida überraschend und weckte das Inte...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Main Author: Clermont, Lina
Contributors: Heider, Johann (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Doctoral Thesis
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2016
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Description
Summary:Das denitrifizierende Bakterium Aromatoleum aromaticum EbN1 kann aromatische Kohlenwasserstoffe sowie phenolische Verbindungen anaerob über verschiedene Abbauwege metabolisieren. Diese distinkte Degradierung war im Vergleich zu aeroben Abbauern wie Pseudomonas putida überraschend und weckte das Interesse, den Abbau dieser umweltschädigenden Verbindungen in den tiefliegenden, anaeroben Bodenschichten zu verstehen. Die genetische Zugänglichkeit von Aromatoleum aromaticum EbN1 macht es zu einem guten Modellorganismus, um diese Stoffwechselwege besser nachvollziehen zu können. Außerdem sind die Abbaumechanismen der chemisch sehr ähnlichen Verbindungen Toluol, Ethylbenzol, Phenol und 4-Ethylphenol alle separat reguliert. Basierend auf zuvor gemachten Beobachtungen, Sequenzvergleichen und Vergleichen zu anderen Kohlenwasserstoff-abbauenden Organismen wurden putative Regulatoren für die jeweiligen Abbau-Operons ermittelt. Es wurde postuliert, dass der Abbau von Toluol, Ethylbenzol und Acetophenon unter der Kontrolle von verschiedenen Zweikomponenten-Systemen steht, die jeweils durch die Gene tdiRS, ediRS und adiRS kodiert werden. Andererseits sind wahrscheinlich σ54-abhängige Regulatoren verantwortlich für die Aktivierung des Abbaus von 4-Ethylphenol (EtpR) und Phenol (PdeR). Alle postulierten Regulatoren sind dabei direkt neben den bekannten Abbau-Operons kodiert. In dieser Arbeit wurden die Funktionen von EtpR und PdeR näher untersucht. Dafür wurden zwei Disruptions-Mutanten erstellt und auf ihren Wachstumsphänotyp getestet. Die Ergebnisse unterstützen die These, dass die Gene etpR bzw. pdeR für Aktivatoren kodieren, die die anliegenden Gencluster induzieren. Außerdem wurden erste Studien zur Bestimmung möglicher Induktoren der 4-Ethylphenol- und Phenol-Operons, sowie Analysen von transkriptionellen Startpunkten und Operator-Bindestellen, gestartet. Neuste Ergebnisse haben eine komplexe Interaktion zwischen den Abbauwegen von 4-Ethylphenol und Ethylbenzol und ihren vorhergesagten Regulationssystemen gezeigt. Um ein besseres Verständnis dafür zu bekommen, wurde Aromatoleum aromaticum EbN1 mit verschiedenen Kohlenstoffquellen kultiviert und eine Methode zur Transkriptom-Sequenzierung über reverse Transkription und Hochdurchsatz-Sequenzierung angereicherter mRNA etabliert. Dadurch wurden viele neue Einblicke in das komplexe Regulationsnetzwerk des anaeroben Abbaus aromatischer Kohlenwasserstoffe und phenolischer Verbindungen gewonnen und zusätzlich ergaben sich Hinweise auf ungeklärte Schritte in den jeweiligen Abbauwegen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2016.0864