Universität zu Köln

Transport von organischen Säuren als Vorstufen der Aminosäurebiosynthese in Corynebacterium glutamicum und Escherichia coli

Radespiel, Tina (2010) Transport von organischen Säuren als Vorstufen der Aminosäurebiosynthese in Corynebacterium glutamicum und Escherichia coli. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Für die beiden bekanntesten Aminosäureproduzenten C. glutamicum und E. coli sind die Stoffwechselwege und die Transportwege der verzweigtkettigen Aminosäuren bereits gut untersucht worden. Über den Transport der Vorstufen ist jedoch nichts bekannt. Sowohl C. glutamicum als auch E. coli zeigten eine konzentrationsabhängige Sensitivität gegenüber den BCKA(branched chain keto acids). E. coli war jedoch deutlich sensitiver gegenüber den BCKA als C. glutamicum, für das zusätzlich die Aufnahme der BCKA nachgewiesen werden konnte. Außerdem konnte ausgeschlossen werden, dass der bekannte Importer für verzweigtkettige Aminosäuren BrnQ die BCKA transportiert. Die Sensitivität von C. glutamicum gegenüber den BCKA wurde für die Suche nach Importern für die BCKA genutzt. Beim Screening einer Transposonbank von C. glutamicum konnten keine Kandidaten für den Import der BCKA identifiziert werden. Beim Screening einer Insertionsmutantenbank konnte allerdings jeweils ein Kandidat für Ketoisovalerat und Ketoisocaproat und 4 Kandidaten für Ketoisoleucin identifiziert werden. Eine Mutante, in der das Gen cgl0146, das für einen Transporter aus der RhtB-Transporterfamilie in C. glutamicum kodiert, betroffen war, zeigte ein deutlich schlechteres Wachstum in Anwesenheit von allen BCKA und scheint daher an deren Import beteiligt zu sein. Bezüglich des Exports der α-Ketosäuren in C. glutamicum konnte BrnFE, der bekannte Exporter für verzweigtkettige Aminosäuren, ausgeschlossen werden. Übereinstimmend wurde beobachtet, dass der Exportmechanismus von Ketoisovalerat nicht sekundär aktiv ist und die Untersuchung von 37 Insertionsmutanten, denen (putative) ABC-Exporter fehlen, führte zur Identifikation eines Kandidaten für den Export von Ketoisovalerat. Die Überexpression der kodierenden Gene cgl1687-88 bewirkte eine Erhöhung des Exports aller 3 BCKA. Durch das Screening einer E. coli Genbank konnte der Transporter RhtC als Exporter für Ketoisocaproat identifiziert werden. Die heterologe Expression in C. glutamicum führte zu einer leichten Erhöhung des Exports von Ketoisocaproat.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    The metabolism and transport of branched-chain amino acids have previously been investigated in the best known amino acid producing microorganisms Corynebacterium glutamicum and Escherichia coli. However, the transport of the precursors is still not resolved. Both C. glutamicum and E. coli were found to be sensitive to the BCKA(branched chain keto acids). E. coli was more sensitive than C. glutamicum, for which the active import of BCKA could be proven. Additionally BrnQ, a known importer of branched-chain amino acids in C. glutamicum, could be excluded as importer of BCKA. The sensitivity of C. glutamicum for BCKA was used for a search for importers of BCKA. Upon screening of a transposon mutant bank no candidate for the import of BCKA could be identified. By screening of an insertion mutant bank one candidate for ketoisovalerate and ketoisocaproate and four candidates for ketoisoleucine were identified. A mutant, which was affected in the gene cgl0146 encoding a transporter of the RhtB-transporterfamily in C. glutamicum, showed decreased growth in the presence of BCKA and seemed to be involved in their import. Regarding the export of BCKA BrnFE, a known exporter of branched-chain amino acids, could be excluded. The export mechanism of ketoisovalerate was determined not to be of the secondary active type. An investigation of 37 insertion mutants lacking (putative) ABC-exporters resulted in the identification of a candidate for an exporter of ketoisovalerate. The overexpression of the encoding genes caused an increase of the export of all 3 BCKA. By screening of an E. coli gene bank the transporter RhtC could be identified as a putative exporter of ketoisocaproate. The heterologus overexpression of rhtC in C. glutamicum resulted in a slight increase of ketoisocaproate-export.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Radespiel, Tinatina.radespiel@gmx.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-31564
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Transport, Corynebacterium glutamicum, organische Säure, Vorstufe, AminosäureGerman
    transport, Corynebacterium glutamicum, organic acids, precursor, amino acidEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Institut für Biochemie
    Language: German
    Date: 2010
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 26 April 2010
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 17 Aug 2010 09:15:01
    Referee
    NameAcademic Title
    Krämer, ReinhardProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/3156

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