Pentosabbauwege und deren Regulation in halophilen Archaea

• Applicant: Professor Dr. Peter Schönheit
• Subject Area: Metabolism, Biochemistry and Genetics of Microorganisms
• Term: from 2010 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 183972346

Die Abbauwege von Pentosen in der Domäne der Archaea sind wenig untersucht. Wir haben kürzlich den ersten archaeellen Xylose-Abbauweg in dem halophilen Archaeon Haloferax volcanii aufgeklärt. In diesem neuartigen Weg, der sich von dem klassischen Xylose-Abbauweg in Bacteria unterscheidet, wird D-Xylose oxidativ zu α-Ketoglutarat umgesetzt. Über den Xylosetransport und die Regulation des Xylosekatabolismus sowie über die Abbauwege andere Pentosen, z.B. L-Arabinose, D-Ribose, und von Pentosepolymeren ist in halophilen Archaea nichts bekannt. DNA Microarrayanalysen in H. volcanii ergaben, dass D-Xylose die Gene von drei ABC Transportern sowie von möglichen Pentosepolymer-abbauenden Enzymen induziert. In der Umgebung der Xyloseabbaugene befinden sich vier hypothetische Transkriptions-Regulatoren, von denen wir bereits einen als möglichen positiven Regulator des Pentosestoffwechsels identifiziert haben. Erste Enzymuntersuchungen deuten auf einen oxidativen Abbau von L-Arabinose und D-Ribose unter Beteiligung neuartiger Pentose Dehydrogenasen hin. In dem geplanten Forschungsvorhaben sollen die Abbauwege und der Transport von Pentosen, sowie deren Regulation in halophilen Archaea untersucht werden. Dabei sollen die Bindeproteine der Xylose-induzierten ABC-Transporter charakterisiert werden. Weiterhin sollen Transkriptionsregulatoren des Pentosestoffwechsels, insbesondere des positiven Regulators HVO_B0040, analysiert werden. Neuartige Dehydrogenasen des Abbaus von L-Arabinose und D-Ribose sowie Pentosepolymer-abbauende Enzyme sollen charakterisiert werden.

• DFG Programme: Research Grants