Das Projekt "Analyse der Diversitaet und Haeufigkeit von Genen des Chloraromaten-Abbaus in bakteriellen Lebensgemeinschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Molekulare Analysen des Abbaupotentials bakterieller Lebensgemeinschaften bieten die Chance, besser als bisher die Erforderlichkeit und Erfolgsaussichten eines Einsatzes von Spezialorganismen beurteilen sowie ein Monitoring der in ein System eingefuehrten Gene durchfuehren zu koennen. Erschwert wird die Detektion von Abbaugenen jedoch durch ihre relativ geringe Konservierung. Wege des Chloraromaten-Abbaus ueber Chlorbrenzkatechine sind zwar mindestens zweimal unabhaengig voneinander entstanden, aber vermutlich existiert nur eine kleine Anzahl von Verwandschaftsgruppen. Deshalb sind im Rahmen des Vorhabens zunaechst PCR-Primer zu entwickeln, mit denen die Chlorbrenzkatechin-Gene moeglichst vollstaendig erfasst und ihre Diversitaet sowie die moegliche Dominanz einzelner Sequenzen innerhalb von Verwandschaftsgruppen untersucht werden koennen. Darauf aufbauend soll das Vorkommen der jeweiligen dominierenden Sequenzen miteinander verglichen werden.
Das Projekt "Dechlorierungsmechanismen bei Chloraromaten: 'spaete Eliminierung'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergische Universität-Gesamthochschule Wuppertal, Fachbereich 9 Naturwissenschaften II, Lehrstuhl für Chemische Mikrobiologie durchgeführt. A) Die Chorideliminierung auf der Stufe der Reduktion von Maleylacetaten als spaete Eliminierung im Abbau von Chlorbrenzcatechinen - zentralen Metaboliten im Chloraromatenabbau - soll im Projekt untersucht werden. Mit verschiedenen chlor-, brom-, fluor- und methylsubstituierten Maleylacetaten soll der Mechanismus der Eliminierung geklaert werden. B) Die Maleylacetat-Reduktase aus Pseudomonas sp B13 soll gereinigt, charakterisiert sowie ihre N-terminale Proteinsequenz ermittelt werden. Das Gen der Maleylacetat-Reduktase aus Stamm B13 soll isoliert und sequenziert werden. Aus Proteinvergleichen mit bekannten Dehydrogenasen, insbesondere in den NADH- und Substratbindungsregionen, sollen Hinweis auf die Besonderheiten der Enzymgruppe abgeleitet werden. Evtl soll die Moeglichkeit der Abaenderung des Spezifitaets- und Substratumsatzverhaltens bezueglich Chlorideliminierung durch Proteinengineering anhand der erhaltenen Daten geprueft werden. C) Weitere Maleylacetat-Reduktasen aus verschieden stark an den Abbau von Chloraromaten angepassten Staemmen - Mono-, Di-, Tri- und Tetrachloraromaten-Verwerter - sollen gereinigt und auf ihre Substratspezifitaet hin untersucht werden. Eine Erklaerung fuer die Anpassung an den Umsatz von unterschiedlich hoch chlorierten Substraten soll im Zusammenhang mit den in Teil B erarbeiteten Resultaten gesucht werden. D) Der weitere Abbau von entstehenden Metaboliten im Abbau der Chlormaleylacetate wie Chloroxoadipat, Chlorsuccinat und Chloracetat incl Eliminierungsschritten der Chlorsubstituenten bis zu chlorfreien Metaboliten wird untersucht werden.
Das Projekt "Verbesserung der katabolischen Eigenschaften Aromaten verwertender Mikroorganismen zum Abbau chlorierter Analoga durch den Transfer von Genen, die fuer Chlorbrenzcatechin umsetzende Enzyme kodieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH durchgeführt. Eine Vielzahl von Chloraromaten wird biologisch nur schwer abgebaut. Eine grundsaetzliche Strategie zur Entwicklung von Mikroorganismen, die Chloraromaten mineralisieren koennen, ist die Kombination von Segmenten von Abbauwegen a) zum Umsatz von Chloraromaten in Chlorbrenzcatechine als zentrale Zwischenprodukte und b) zur Mineralisierung von Chlorbrenzcatechinen, die in der Regel nicht simultan in Mikroorganismen vorkommen. Dieses gilt z.B. fuer Acinetobacter junii, ein Stamm, der Chloroguaiacole umsetzt, jedoch aufgrund des Fehlens einer Abbausequenz fuer Chlorbrenzcatechine diese nicht mineralisieren kann. Die Anhaeufung von Chlorbrenzcatechinen aus Chlorguaiacolen hemmt wiederum die O-demethylierende Aktivitaet des Stammes. Aehnlich unvollstaendige Abbauwege existieren z.B. im Toluol abbauenden Organismus Pseudomonas putida F1, welcher Brenzcatechin meta-Weg verstoffwechselt, ein Abbauweg, der mit dem Umsatz von Chlorbrenzcatechinen nicht kompatibel ist. Das Ziel der Zusammenarbeit ist, die fuer Enzyme des Chlorbrenzcatechinabbaus codierenden Gene in Acinetobacter junii zu uebertragen, entweder durch Plasmidtransfer oder durch Transfer klonierter Gene. Andererseits sollen Chlorbrenzcatechin-Genkassetten entwickelt werden, die in eine Vielzahl von Empfaengern uebertragen werden koennen. Diese sollen zunaechst genutzt werden, um hochstabile Chlorbenzol mineralisierende Derivate des Stammes Pseudomonas putida F1 zu erhalten. Engpaesse verschiedener Abbauwege sollen aufgeklaert und nach komplementaeren Abbausequenzen gesucht werden.
Das Projekt "Aufklaerung neuartiger Stoffwechselwege des aeroben bakteriellen Abbaus von haloaromatischen Xenobiotika: 1,2,3,4-Tetrachlorbenzol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH durchgeführt. In dem vorgeschlagenen Forschungsvorhaben soll der Abbau der extrem persistenten Problemverbindung 1,2,3,4-Tetrachlorbenzol durch den Bakterienstamm Pseudomonas chlororaphis RW 71 untersucht werden. Es soll die Chlorbrenzkatechin-Dioxygenase des Stammes charakterisiert werden, der gegenueber den bisher beschriebenen ringspaltenden Dioxygenasen eine ungewoehnlich hohe Aktivitaet fuer Chlorbrenzkatechine aufweist. Da Hinweise fuer einen Abbau ueber chloriertes Maleylacetat vorliegen, soll der Schwerpunkt des Vorhabens in der Aufklaerung des bisher voellig unbekannten Mechanismusses der Eliminierung des Chlorsubstituenten in Position 3 des intermediaeren 2,3,5-Trichlormaleylacetats liegen. Neuartige Abbaumechanismen werden somit erwartet.