Mechanismen der Schwefeloxidation und Schwefelreduktion bei dem acidophilen und extrem thermophilen Archaea Acidianus ambivalens

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Arnulf Kletzin
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5371233

Das Vorhaben dient der Aufklärung der biochemischen Mechanismen der Oxidation und Reduktion von Schwefel des Archaeons Acidianus ambivalens. A. ambivalens wächst bei 80° C und pH 1-4 mit CO2 und Schwefel. Es gewinnt Energie durch aerobe Oxidation von Schwefel mit O2 unter Bildung von Schwefelsäure, durch anaerobe Reduktion von Schwefel mit H2 unter Bildung von H2S oder durch anaerobe Schwefeldisproportionierung. Im bisherigen Förderzeitraum wurden einige der beteiligten Enzyme mit biochemischen und molekularbiologischen Methoden untersucht (Hydrogenase, Schwefelreduktase, Sulfit: Akzeptor-Oxidoreduktase, Schwefeloxygenase/-Reduktase). In der folgenden Förderperiode sollen die Methoden der Reinigung der genannten Enzyme verbessert werden, ihre biochemische Charakterisierung vervollständigt werden. Weitere Enzyme des Schwefelstoffwechsels sollen gereinigt und ihre Gene identifiziert werden (lösliche Hydrogenasen und Schwefelreduktasen; Adenylylsulfat:Phosphat Adenyltransferase). Durch heterologe Genexpression und Charakterisierung der Produkte sollen möglichst viele der Einzelenzyme in größerer Menge für spektroskopische und mechanistische Untersuchungen gewonnen werden. Funktionelle Studien, spektroskopische und elektrochemische Charakterisierungen einzelner Untereinheiten und der jeweiligen Holoenzyme sollen dazu beitragen, die Struktur redox-aktiver Zentren und den Mechanismus von einzelnen Reaktionen aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen