Direkte Oxidation von Salicylat durch eine neuartige bakterielle ringspaltende Dioxygenase

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Stolz
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5166578

Im aeroben bakteriellen Abbau von aromatischen Natur- und Fremdstoffen nehmen ringspaltende Dioxygenasen eine Schlüsselfunktion ein. In fast allen untersuchten Stoffwechselwegen ist das Vorhandensein von zwei Hydroxygruppen am aromatischen Kern die Voraussetzung für eine Ringspaltung. So erfordert der Abbau von Salicylat durch die in der Literatur beschriebenen Dioxygenasen eine initiale Hydroxylierung zu Brenzcatechin oder Gentisat. Im Rahmen unserer Arbeiten über den bakteriellen Abbau von Naphthalinsulfonaten haben wir einen Bakterienstamm isoliert, der eine neuartige Oxidation von Salicylat zu einem nicht-aromatischen Produkt katalysiert. Im Rahmen des Projektes wurde das Produkt aufgereinigt und mit Hilfe massenspektrometrischer und kernresonanzspektroskopischer Techniken (1H NMR, 13C NMR) als 2-Oxohepta-3,5-dien-1,7-disäure identifiziert. Hierdurch konnte erstmals eine direkte oxidative Ringspaltung von Salicylat zweifelsfrei nachgewiesen werden. Die für die Reaktion verantwortliche Dioxygenase wurde aufgereinigt und es konnte gezeigt werden, dass das gereinigte Enzym neben Salicylat auch Gentisat und 1-Hydroxy-2-naphthoat oxidiert. Es wurde erste Sequenzinformationen über das Protein erhalten und mit Versuchen zur Klonierung des kodierenden Gens begonnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen