Hexoseabbauwege und deren transkriptionelle Regulation in halophilen Archaea
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projektes war die Analyse des Transports und der Abbauwege von D-Glucose, D-Galactose und des Desoxyzuckers L-Rhamnose in Haloarchaea. Dabei wurden ungewöhnliche Abbauwege und eine Reihe von neuartigen Enzymen und Transkriptionsregulatoren charakterisiert. Bei den Untersuchungen zum Glucoseabbau wurde für Haloarcula species eine neuartige, bifunktionelle Gluconatdehydratase/Xylonatdehydratase charakterisiert, die funktionell sowohl am Glucoseabbau als auch am oxidativen Pentoseabbaus beteiligt ist. Mit PyrE1 wurde ein neuartiger Transkriptionsregulator identifiziert, der als Aktivator für Gene des Glucoseabbaus über den semiphosphorylierenden Entner-Doudoroff Weg fungiert. Mit der Aufklärung des Galactoseabbaus in H. volcanii über den DeLey-Doudoroff Weg wurde erstmals ein spezifischer Galactoseabbauweg in Archaea beschrieben. Die Aufnahme von Galactose über einen ABC Transporter und die transkriptionelle Regulation wurden charakterisiert. Der Abbau des Desoxyzuckers L-Rhamnose wurde erstmals in Archaea aufgeklärt. Der Transport der Rhamnose über einen ABC Transporter und der Rhamnose Abbau über den Diketohydrolaseweg sowie die transkriptionelle Regulation wurden detailliert beschrieben. Für die transkriptionelle Regulation des Galactose- und Rhamnoseabbaus in H. volcanii wurden Transkriptionsaktivatoren charakterisiert, die homolog sind zu bakteriellen IclR-ähnlichen Regulatoren und vermutlich von Bacteria abstammen als Resultat eines lateralen Gentransfers. Die im Rahme des Projektes erzielten Ergebnisse stellen einen wichtigen Betrag dar zum Verständnis des ungewöhnlichen Zuckerstoffwechsels in der Domäne der Archaea.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2019) L-Rhamnose catabolism in archaea. Mol Microbiol 111:1093-1108
Reinhardt A, Johnsen U , Schönheit P.
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(Universität Kiel, 2019): Zuckerstoffwechsel in Archaea: Untersuchungen zur allosterischen Regulation von Pyruvat-Kinasen sowie zum Abbau des Desoxyzuckers L-Rhamnose“
Andreas Reinhardt
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(2020) D-galactose catabolism in archaea: operation of the DeLey-Doudoroff pathway in Haloferax volcanii. FEMS Microbiol Lett 2020, 367
Tästensen JB, Johnsen U, Reinhardt A, Ortjohann M, Schönheit P.
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D-Ribose catabolism in archaea: discovery of a novel oxidative pathway in Haloarcula species. J Bacteriol 202 :e00608-19
Johnsen U, Sutter JM, Reinhardt A, Pickl A, Wang R, Xiang H, Schönheit P.
