Universität zu Köln

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

Preview

PDF Dissertation_Radespiel_Tina.pdf Download (10MB)

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 title:	Title Language Transport of organic acids as precursors of amino acid biosynthesis in Corynebacterium glutamicum and Escherichia coli English
Translated abstract:	Abstract Language 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:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Radespiel, Tina tina.radespiel@gmx.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-31564
Date:	2010
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Chemistry > Institute of Biochemistry
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Transport, Corynebacterium glutamicum, organische Säure, Vorstufe, Aminosäure German transport, Corynebacterium glutamicum, organic acids, precursor, amino acid English
Date of oral exam:	26 April 2010
Referee:	Name Academic Title Krämer, Reinhard Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/3156