Neue Funktionen von PHB Granula

• Antragsteller: Professor Dr. Dieter Jendrossek
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269261353

Vergleichende Proteomanalyse von vier subzellulären Fraktionen ergab den Nachweis von 14 (aus ca. 3000 identifizierten) spezifisch an PHB Granula-assoziierten Proteinen (PGAPs) in Ralstonia eutropha H16. Neben zehn bereits bekannten PGAPs wurden vier neue Proteine identifiziert, die bisher nicht in Zusammenhang mit dem PHB Metabolismus gebracht wurden: eins ist ein hypothetisches Protein unbekannter Funktion, zwei sind putative a/b-Hydrolasen mit PHB Synthase/Depolymerase Signatur, und das vierte ist eine Patatin-ähnliche Phospholipase. In diesem Projekt werden wir die Funktionen dieser Proteine bestimmen. Wir nehmen an, dass die beiden a/b-Hydrolasen eine neue PHB Depolymeraseklasse darstellen und PHB thiolytisch spalten. Das Produkt, 3-Hydroxybutyryl-CoA, könnte zur Generierung von ATP mittels einer Phospho-transacetylase (Pta1) und Acetatkinase Reaktion (AckA) genutzt werden. Die Gene Pta1 und AckA werden expremiert und befinden sich auf einem Operon zusammen mit einer der beiden a/b-Hydrolasen. Die Phospholipase könnte entweder für die Spaltung von Phospholipiden an der PHB Granulaoberfläche oder aber für die Synthese von Phospholipiden verantwortlich sein, je nach der in vivo Katalyserichtung auf der hydrophoben PHB Oberfläche. Die Bestimmung der Auswirkungen von Deletionen der vier Gene, eine biochemische Analyse der gereinigten Proteine und von isolierten PHB Granula aus dem Wildtyp und aus Mutantenstämmen, sowie die Lokalisation von Phospholipiden durch GFP Fusionen von spezifisch Phospholipid-bindenden Proteinen im Wildtyp und in Mutantenstämmen werden zur Bestimmung der Funktion der neuen Proteine eingesetzt werden. Das Projekt wird eine 50 Jahre alte Frage beantworten helfen, nämlich die des in vivo Vorhandenseins oder nicht Vorhandenseins einer Phospholipid-layer auf der PHB Granulaoberfläche. Darüberhinaus hoffen wir die postulierte Bildung von ATP über thiolytische Spaltung von PHB und anschließende Substratkettenphosphorylierung nachweisen zu können, eine bisher nicht bekannte Funktion von PHB Organellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen