Einfluss von Schwermetallen und organischen Belastungen auf Proteinexpressionsmuster von Wasserpilzen und Regulation der Gentranskription relevanter Proteine

Aquatische Pilze, die an Standorten unterschiedlicher Schwermetall- und Organikabelastung auftreten, sind bisher bezüglich ihrer Funktionen für belastete aquatische Ökosysteme unzureichend untersucht. Solche potentiellen Ökosystemfunktionen können aufgrund der bei Wasserpilzen nachgewiesenen Anreicherung und Toleranz gegenüber Schwermetallen vermutet werden, woraus sich die Frage nach damit im Zusammenhang stehenden Anpassungs- und Detoxifikationsmechanismen ergibt. Weiterhin kann eine Rolle beim Abbau natürlicher und xenobiotischer Organika angenommen werden. Aquatische Hyphomyceten sind an das Leben in aquatischen Ökosystemen angepasste Pilze, die sich vom dort vorhandenen organischen Material ernähren. In gegenwärtigen Forschungsschwerpunkten wird der Abbau von organischen Spurenkontaminanten (endokrin wirksame Verbindungen, synthetische Moschusverbindungen), die aufgrund anthropogen verursachter Emissionen zunehmend in Oberflächenwässern und deren Sedimenten gefunden werden, sowie die Anreicherung von aus Schlackehalden der Kupferschieferverhüttung im Mansfelder Land resultierenden Schwermetallen durch diese Organismen untersucht. Aquatische Hyphomyceten und fakultativ aquatisch lebende Pilze bilden das extrazelluläre Enzym Laccase, eine Oxidoreduktase mit der Fähigkeit zur unspezifischen Oxidation einer Vielzahl organischer Verbindungen. Neben schwermetallbindenden Thiol-Peptiden (Metallothioneine, Phytochelatine) wird auch eine Funktion von Laccasen bei der Detoxifikation von Schwermetallen angenommen. Laccase wird durch unterschiedliche organische Verbindungen sowie durch Metalle wie Cu, Mn und Cd induziert. Interessanterweise wurden in Laccase-Promotoren Konsensus-Sequenzen gefunden, die denen in Promotoren von Metallothionein-Genen höherer Eukaryoten gleichen (MREs = metal response elements). Dort wird die Metallothionein-Expression durch eine Reihe von Schwermetallen induziert.Um im Zusammenhang mit Umweltschadstoffen stehende Aktivitäten von aquatischen Pilzen und damit ihren Einfluß auf Umweltkontaminationen in natürlichen Ökosystemen besser einschätzen zu können, soll im Projekt der Einfluß von unterschiedlichen organischen Xenobiotika und Schwermetallen auf die Bildung Schadstoff-relevanter Proteine und Peptide (Laccasen, Metallothioneine, Phytochelatine) auf der Protein- und Genexpressionsebene untersucht werden.