Das Projekt "Regulation des cooxidativen Abbaus von Chlor- und Methylphenolen durch Misch- und Reinkultur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Hygiene und Umweltmedizin durchgeführt. Das Forschungsvorhaben beschaeftigt sich mit dem Mechanismus und der Regulation des cooxidativen Abbaus von Chlor- und Methylphenolen, deren Abbauwege im allgemeinen als inkompatibel beschrieben werden. Im Vordergrund der Untersuchungen steht dabei ueber Abbauversuche und die Charakterisierung der am Metabolismus beteiligten zentralen Enzyme der Vergleich zwischen einer selbst auf diesen Phenolen angereicherten Mischkultur und den daraus isolierten Reinkulturen. Die Ergebnisse zeigen, dass fuer das Abbaupotential der Mischkultur im wesentlichen die additiven Abbau-leistungen der drei Reinkulturen Alcaligenes xylosoxidans subspecies denitrificans JH1, Pseudomonas stutzeri JH3 und Comamonas testosteroni JH5 verantwortlich sind. Das Substratgemisch 4-Methyl-phenol /4-Chlorphenol wird von der Mischkultur sukzessiv abgebaut, begleitet von einem zweiphasigen Wachstum. Comamonas testosteroni JH5, der bei diesem Substratgemisch in der Mischkultur anteil-maessig dominiert, zeigt die gleiche Abbaucharakteristik. Die Untersuchungen zeigen, dass die Transkription der 4-Chlorphenolhydroxylase in Stamm JH5 reprimiert wird, solange 4-Methylphenol ueber den Protocatechuat-Weg abgebaut wird. Waehrend Alcaligenes xylosoxidans JH1 4-Chlorphenol ueber den ortho-Catechol-Weg abbaut, verfuegt Comamonas testosteroni JH5 ueber einen ungewoehnlichen Abbauweg. Das Fehlen einer Catechol-1,2-Dioxygenase, die Charakterisierung der Catechol-2,3-Dioxygenase und die Abbaukinetiken der Gemische fuehren zu der Schlussfolgerung, dass der Stamm 4-Chlorphenol ueber den meta-Catechol-Weg vollstaendig mineralisiert. Welche Enzyme im einzelnen den nachfolgenden Metabolismus leisten, bedarf weiterer Klaerung.
Das Projekt "Mikrobieller Abbau hochtoxischer Umweltgifte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Biochemische Technologie und Mikrobiologie durchgeführt. Ziel der Forschungsarbeiten ist es, Umweltgifte (zum Beispiel Pestizide) biologisch abzubauen und zu detoxifizieren. Besonders untersucht werden vor allem chlorierte Phenoxyalkanoate und Aniline, da sich diese aufgrund ihrer hohen Persistenz in Litho- und Hydrosphaere permanent anreichern und somit potentielle Gefahrenquellen fuer Boden und Grundwasser darstellen. Unter Einsatz spezieller Adaptierungsmethoden (Bodensaeulen) wurden verschiedene Bakterien-Reinstaemme isoliert, die zum Abbau solcher Xenobiotika, wie zum Beispiel Phenoxyalkanoate (2,4-D, 2,4-DP, 2,4-DB, MCPA, MCPP und MCPB), Phenol, Chlorphenole, Chloraniline oder Toluidine befaehigt sind. Derzeit laufen Versuche zur Isolierung von Staemmen, die chlorierte und methylierte Aromaten im Simultanabbau verwerten koennen. Parallel dazu wird die Optimierung entsprechender Fermentationsverfahren (Batch, semikontinuierlich und kontinuierlich) unter Einsatz freier und immobilisierter Bakterienzellen in Kleinfermentern und Airliftreaktoren bearbeitet. Weitere Untersuchungen befassen sich mit dem Einsatz von definierten Mischpopulationen, dem Abbau von Substanzgemischen und mit der Erfassung und Identifizierung der am Xenobiotikaabbau beteiligten Enzyme.