Biochemie der Atmungskette in Dehalococcoides Stamm CBDB1

• Antragsteller: Professor Dr. Lorenz Adrian
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 171475307

• Erstellungsjahr: 2020

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Wichtigste Ergebnisse: Dehalococcoides enthalten keine Chinone. Daraus kann geschlossen werden, dass Chinone nicht an der OHR in diesen Organismen beteiligt sind. - Techniken wurden etabliert zur nativen Auftrennung und biochemischen Charakterisierung der reduktiven Dehalogenase über ein natives Gelsystem. - Ein membrangebundener multi-Subunit-Komplex wurde identifiziert, der eine proteingebundene Atmung ermöglicht. - Identifikation eines Eisen-Molybdoproteins als Bestandteil des Atmungskomplexes. - Nachweis der anaeroben Atmung mit vielen chlorierten und bromierten Elektronenakzeptoren (z.B. Bromphenol-Blau). - Genomsequenzierung von zwei Dehalococcoides-Stämmen und S. multivorans und deren proteomische Charakterisierung. - Erstellung eines mechanistischen Modells in Dehalococcoides, in dem die reduktive Dehalogenase über ein Cofaktor B12-gebundenes Co(I)-Ion ein Elektron aus dem doppelt besetzten dz2 Orbital in ein antibindendes Orbital eines Halogensubstituenten überträgt ("sigma hole"). - Beschreibung von Wachstumserträgen (Zellen pro Mol abgespaltenem Halogensubstituenten). - Die Dehalogenierungsreaktionen durch Dehalobacter, Desulfitobacterium und Dehalogenimonas-Spezies wurden verglichen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• 2011. Identification and characterization of a Re-citrate synthase in Dehalococcoides strain CBDB1. J. Bacteriol. 193:5171-5178
  Marco-Urrea, E., S. Paul, V. Khodaverdi, J. Seifert, M. von Bergen, U. Kretzschmar, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1128/JB.05120-11)
• 2011. Transformation and carbon isotope fractionation of tetra- and trichloroethene to trans-dichloroethene by Dehalococcoides sp strain CBDB1. Environ. Sci. Technol. 45:1555-1562
  Marco-Urrea, E., I. Nijenhuis, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/es1023459)
• 2012. Growth of Dehalococcoides mccartyi strain CBDB1 by reductive dehalogenation of brominated benzenes to benzene. Environ. Sci. Technol. 46:8960-8968
  Wagner, A., M. Cooper, S. Ferdi, J. Seifert, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/es3003519)
• 2012. Stable isotope peptide mass spectrometry to decipher amino acid metabolism in Dehalococcoides strain CBDB1. J. Bacteriol. 194:4169-4177
  Marco-Urrea, E., J. Seifert, M. von Bergen, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1128/JB.00049-12)
• 2013. Enrichment of hexachlorobenzene and 1,3,5-trichlorobenzene transforming bacteria from sediments in Germany and Vietnam. Biodegradation 24:513-520
  Duan, T. H., and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s10532-012-9607-0)
• 2013. Functional characterization of reductive dehalogenases by using Blue Native polyacrylamide gel electrophoresis. Appl. Environ. Microbiol. 79:974-981
  Tang, S., W. W. M. Chan, K. E. Fletcher, J. Seifert, X. Liang, F. E. Löffler, E. A. Edwards, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1128/AEM.01873-12)
• 2013. Genome sequences of two dehalogenation specialists – Dehalococcoides mccartyi strains BTF08 and DCMB5 enriched from the highly polluted Bitterfeld region. FEMS Microbiol. Lett. 343:101-104
  Pöritz, M., T. Goris, T. Wubet, M. T. Tarkka, F. Buscot, I. Nijenhuis, U. Lechner, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1111/1574-6968.12160)
• 2013. Organic cofactors in the metabolism of Dehalococcoides mccartyi strains. Philos. Trans. R. Soc., B 368
  Schipp, C. J., E. Marco-Urrea, A. Kublik, J. Seifert, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1098/rstb.2012.0321)
• 2013. Overview of organohalide-respiring bacteria and a proposal for a classification system for reductive dehalogenases. Philosophical Transactions of the Royal Society B-Biological Sciences 368
  Hug, L. A., F. Maphosa, D. Leys, F. E. Löffler, H. Smidt, E. A. Edwards, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1098/rstb.2012.0322)
• 2015. Anaerobic microbial transformation of halogenated aromatics and fate prediction using electron density modeling. Environ. Sci. Technol. 49:6018-6028
  Cooper, M., A. Wagner, D. Wondrousch, F. Sonntag, A. Sonnabend, M. Brehm, G. Schüürmann, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.est.5b00303)
• 2015. Reductive dehalogenation of oligocyclic phenolic bromoaromatics by Dehalococcoides mccartyi strain CBDB1. Environ. Sci. Technol. 49:8497-8505
  Yang, C., A. Kublik, C. Weidauer, B. Seiwert, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.est.5b01401)
• 2016. Identification of a multi-protein reductive dehalogenase complex in Dehalococcoides mccartyi strain CBDB1 suggests a protein-dependent respiratory electron transport chain obviating quinone involvement. Environ. Microbiol. 18:3044-3056
  Kublik, A., D. Deobald, S. Hartwig, C. L. Schiffmann, A. Andrades, M. von Bergen, R. G. Sawers, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1111/1462-2920.13200)
• 2016. Isotopes in geobiochemistry: tracing metabolic pathways in microorganisms of environmental relevance with stable isotopes. Curr. Opin. Biotechnol. 41:19-25
  Adrian, L., and E. Marco-Urrea
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.copbio.2016.03.018)
• 2016. Organohalide-respiring bacteria—an introduction, p. 3-6, Organohalide-Respiring Bacteria, vol. 1. Springer Berlin Heidelberg
  Adrian, L., and F. E. Löffler
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-3-662-49875-0_1)
• 2016. Outlook - the next frontiers for research on organohalide-respiring bacteria, p. 621-627, Organohalide-Respiring Bacteria, vol. 1. Springer Berlin Heidelberg
  Adrian, L., and F. E. Löffler
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-3-662-49875-0_26)
• 2017. Anaerobic dehalogenation of chloroanilines by Dehalococcoides mccartyi strain CBDB1 and Dehalobacter strain 14DCB1 via different pathways as related to molecular electronic structure. Environ. Sci. Technol. 51:3714-3724
  Zhang, S., D. Wondrousch, M. Cooper, S. H. Zinder, G. Schüürmann, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.est.6b05730)
• 2017. SandTraps are efficient, scalable, and mild systems for harvesting, washing and concentrating cells. J. Microbiol. Methods 132:106-111
  Frauenstein, D., K. Seidel, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.mimet.2016.11.018)
• 2018. Distinct carbon isotope fractionation signatures during biotic and abiotic reductive transformation of chlordecone. Environ. Sci. Technol. 52:3615-3624
  Chevallier, M. L., M. Cooper, S. Kümmel, A. Barbance, D. Le Paslier, H. H. Richnow, P.-L. Saaidi, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.est.7b05394)
• 2018. The complexome of Dehalococcoides mccartyi reveals its organohalide respiration-complex is modular. Front. Microbiol. 9:1130
  Seidel, K., J. Kühne, and L. Adrian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01130)