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, Ernest; Paul, Steffanie; Khodaverdi, Viola; Seifert, Jana; von Bergen, Martin; Kretzschmar, Utta & Adrian, Lorenz
  
• 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, Ernest; Nijenhuis, Ivonne & Adrian, Lorenz
  
• 2012. Growth of Dehalococcoides mccartyi strain CBDB1 by reductive dehalogenation of brominated benzenes to benzene. Environ. Sci. Technol. 46:8960-8968
  Wagner, Anke; Cooper, Myriel; Ferdi, Sara; Seifert, Jana & Adrian, Lorenz
  
• 2012. Stable isotope peptide mass spectrometry to decipher amino acid metabolism in Dehalococcoides strain CBDB1. J. Bacteriol. 194:4169-4177
  Marco-Urrea, Ernest; Seifert, Jana; von Bergen, Martin & Adrian, Lorenz
  
• 2013. Enrichment of hexachlorobenzene and 1,3,5-trichlorobenzene transforming bacteria from sediments in Germany and Vietnam. Biodegradation 24:513-520
  Duan, Tran Hoa & Adrian, Lorenz
  
• 2013. Functional characterization of reductive dehalogenases by using Blue Native polyacrylamide gel electrophoresis. Appl. Environ. Microbiol. 79:974-981
  Tang, Shuiquan; Chan, Winnie W. M.; Fletcher, Kelly E.; Seifert, Jana; Liang, Xiaoming; Löffler, Frank E.; Edwards, Elizabeth A. & Adrian, Lorenz
  
• 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, Marlén; Goris, Tobias; Wubet, Tesfaye; Tarkka, Mika T.; Buscot, François; Nijenhuis, Ivonne; Lechner, Ute & Adrian, Lorenz
  
• 2013. Organic cofactors in the metabolism of Dehalococcoides mccartyi strains. Philos. Trans. R. Soc., B 368
  Schipp, Christian J.; Marco-Urrea, Ernest; Kublik, Anja; Seifert, Jana & Adrian, Lorenz
  
• 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, Laura A.; Maphosa, Farai; Leys, David; Löffler, Frank E.; Smidt, Hauke; Edwards, Elizabeth A. & Adrian, Lorenz
  
• 2015. Anaerobic microbial transformation of halogenated aromatics and fate prediction using electron density modeling. Environ. Sci. Technol. 49:6018-6028
  Cooper, Myriel; Wagner, Anke; Wondrousch, Dominik; Sonntag, Frank; Sonnabend, Andrei; Brehm, Martin; Schüürmann, Gerrit & Adrian, Lorenz
  
• 2015. Reductive dehalogenation of oligocyclic phenolic bromoaromatics by Dehalococcoides mccartyi strain CBDB1. Environ. Sci. Technol. 49:8497-8505
  Yang, Chao; Kublik, Anja; Weidauer, Cindy; Seiwert, Bettina & Adrian, Lorenz
  
• 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, Anja; Deobald, Darja; Hartwig, Stefanie; Schiffmann, Christian L.; Andrades, Adarelys; von Bergen, Martin; Sawers, R. Gary & Adrian, Lorenz
  
• 2016. Isotopes in geobiochemistry: tracing metabolic pathways in microorganisms of environmental relevance with stable isotopes. Curr. Opin. Biotechnol. 41:19-25
  Adrian, Lorenz & Marco-Urrea, Ernest
  
• 2016. Organohalide-respiring bacteria—an introduction, p. 3-6, Organohalide-Respiring Bacteria, vol. 1. Springer Berlin Heidelberg
  Adrian, Lorenz & Löffler, Frank E.
  
• 2016. Outlook - the next frontiers for research on organohalide-respiring bacteria, p. 621-627, Organohalide-Respiring Bacteria, vol. 1. Springer Berlin Heidelberg
  Adrian, Lorenz & Löffler, Frank E.
  
• 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, Shangwei; Wondrousch, Dominik; Cooper, Myriel; Zinder, Stephen H.; Schüürmann, Gerrit & Adrian, Lorenz
  
• 2017. SandTraps are efficient, scalable, and mild systems for harvesting, washing and concentrating cells. J. Microbiol. Methods 132:106-111
  Frauenstein, Danny; Seidel, Katja & Adrian, Lorenz
  
• 2018. Distinct carbon isotope fractionation signatures during biotic and abiotic reductive transformation of chlordecone. Environ. Sci. Technol. 52:3615-3624
  Chevallier, Marion L.; Cooper, Myriel; Kümmel, Steffen; Barbance, Agnès; Le Paslier, Denis; Richnow, Hans H.; Saaidi, Pierre-Loïc & Adrian, Lorenz
  
• 2018. The complexome of Dehalococcoides mccartyi reveals its organohalide respiration-complex is modular. Front. Microbiol. 9:1130
  Seidel, Katja; Kühnert, Joana & Adrian, Lorenz