Anaerobic Biological Dehalogenation: Organismus, Biochemistry, and (Eco-)physiology

Jahrzehntelang wurden halogenierte organische Verbindungen in industriellen Anwendungen, z.B. als Lösungsmittel verwendet. Riesige Mengen gelangten in die Umwelt und kontaminierten Wasserreservoirs weltweit. Eine Reihe anaerober Bakterien kann diese Substanzen entgiften und dabei Energie gewinnen. Diese reduktive Dehalogenierung soll im Rahmen dieses Projekts genauer untersucht werden, wobei insbesondere die genaue Regulation dieses Abbauprozesses im Modellorganismus Dehalococcoides maccartyi CBDB1 von Interesse ist.
Schlüsselenzym hierbei ist die reduktive Dehalogenase (Rdh) mit dem katalytisch aktivem Zentrum RdhA und dem vermeintlichen Membrananker RdhB. In den Genomen vieler reduktiv dehalogenierender Bakterien findet sich eine verhältnismäßig hohe Zahl von RdhA-Genen, deren jeweilige Funktionen noch ungeklärt sind. Aus diesem Grund soll deren Expression in Abhängigkeit von unterschiedlichen Substraten und Stressfaktoren mithilfe der in der ersten Förderperiode entwickelten MS-Tools quantifiziert werden.
Die Analyse der Regulation der Enzymaktivität von Rdh soll weiteren Aufschluss über die Funktionsweise der reduktiven Dehalogenierung geben. Es wird vermutet, dass hierbei Protein-Acetylierungen eine wichtige Rolle zukommt. Diese posttranslationale Modifikation findet sich v.a. in regulatorischen Proteinen des zentralen Metabolismus. Zum anderen soll über Proteininteraktionsstudien das Zusammenspiel von RdhA und RdhB sowie die Rolle weiterer Effektoren untersucht werden. Hierbei kommt v.a. eine Kombination von affinitätsbasierter Anreicherung und Massenspektrometrie zur Anwendung.