Untersuchungen zur Regulation des pqq-Operons und anderer Komponenten des Ethanol-oxidierenden Systems von Pseudomonas aeruginosa

In der vorliegenden Arbeit wurde die Regulation des Ethanol-oxidierenden Systems von P. aeruginosa untersucht. Die Transkription von pqqABCDEH wird beim Wachstum auf Ethanol, 1,2-Propandiol, Butanol und Glycerol induziert, während die Transkription beim Wachstum auf Succinat und Acetat sehr gering ist. Dagegen wird das 14 kb stromaufwärts lokalisierte Gen pqqF konstitutiv, aber deutlich schwächer als pqqABCDEH transkribiert, obwohl es ebenfalls essentiell für das Wachstum von P. aeruginosa auf Ethanol ist. Eine pqqF: Kmr Mutante war nicht in der Lage, auf Ethanol zu wachsen. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass das Gen PA1990 zum pqqABCDE-Operon gehört und wurde daher mit pqqH bezeichnet. PqqH ist nicht essentiell für das Wachstum von P. aeruginosa auf Ethanol, aber möglicherweise fördert es die Synthese von PQQ oder ist an dessen Transport beteiligt. In Kulturüberständen einer PA1990: Kmr-Mutante wurde im Vergleich zum Wildtyp kein PQQ gemessen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neben den Genen exaDE vier weitere am Ethanoloxidierenden System beteiligte Regulationsgene (agmR, PA1976, PA1992, PA3604) identifiziert. Somit sind bisher sechs Regulationsgene bekannt. Das Gen agmR codiert für einen Responsregulator, der die Transkription von exaA, exaBC, pqqABCDEH und exaDE steuert. Eine agmR: Kmr-Mutante war nicht mehr in der Lage, auf Ethanol zu wachsen. In der Regulationshierarchie ist AgmR den Genprodukten von exaDE übergeordnet. Die Gene PA1976 und PA1992 codieren für Sensorkinasen, die an der Regulation der Transkription von exaA, exaBC, pqqABCDEH, exaDE und agmR beteiligt sind. Eine PA1976: Kmr-Mutante wuchs zwar auf Ethanol wie der Wildtyp, aber eine PA1992: Gmr-Mutante begann erst nach einer stark verlängerten lag-Phase zu wachsen. Dagegen war eine PA1976: Kmr/PA1992: Gmr-Doppelmutante nicht mehr auf Ethanol wachsen. Das Gen PA3604 codiert für einen Responsregulator, der konstitutiv exprimiert wird und in der postulierten Regulationshierarchie des Ethanol-oxidierenden Systems ganz oben steht. Eine PA3604: Kmr-Mutante war nicht mehr in der Lage, auf Ethanol zu wachsen und es wurde keine Transkription von exaA, exaBC, pqqABCDEH, exaDE, agmR und PA1992 in dieser Mutante gemessen. Die im Rahmen dieser Arbeit erzielten Ergebnisse erlauben ein hierarchisch organisiertes Regulationsschema für das Ethanol-oxidierende System von P. aeruginosa zu formulieren, an dem mindestens neun Regulationsgene beteiligt sind.