Das Abbauverhalten des PHB-Granulumkomplexes aus Ralstonia eutropha : Charakterisierung mit Hilfe neu entwickelter Methoden

Abstract

Eine Reihe von Mikroorganismen ist in der Lage, Kohlenstoff zu speichern, wenn aus Mangel an anderen essentiellen Substraten kein Wachstum möglich ist. Dies geschieht intrazellulär über amorphe Polyester wie Poly(3-hydroxybutyrat), PHB, die in Form von Granula eingelagert werden. Ist die Nährstoffversorgung für Wachstum und Vermehrung wieder im Gleichgewicht, kann der Kohlenstoffspeicher mit Hilfe von intrazellulären Depolymerasen (PhaZ) abgebaut und genutzt werden. Für den Modellorganismus Ralstonia eutropha H16 wurden bisher sieben intrazelluläre Depolymerasen und zwei Oligomerhydrolasen postuliert. Nur zwei der Depolymerasen konnten jedoch auf der Oberfläche der Granula nachgewiesen werden: PhaZa1 und PhaZd. Zusammen mit den Granula-gebundenen Phasin-Proteinen (PhaP), der PHB-Synthase (PhaC) und anderen Proteinen bilden sie ein komplexes System, das man durchaus als Organell bezeichnen kann (Jendrossek 2009). Diese Arbeit charakterisiert erstmalig die Depolymerase-Aktivität des gesamten Granulumkomplexes, indem bekannte Techniken und neue Methoden kombiniert wurden.

In order to cope with unbalanced growth conditions, some microorganisms are able to store excess carbon intracellularly as an amorphous polyester such as poly(3-hydroxybutyrate), PHB. Upon return to favourable growth conditions, PHB-producing organisms possess intracellular depolymerases (PhaZ) to metabolise the PHB for further cell growth. In the model organism Ralstonia eutropha H16 at least seven intracellular depolymerases and two oligomer hydrolases have been proposed. Only two of the depolymerases have been identified on the surface of the granules; PhaZa1 and PhaZd. Together with the granule-bound phasin proteins (PhaP), PHB-synthase (PhaC) and others they build a complex system, which could be considered an organelle (Jendrossek 2009). This thesis for the first time characterizes the depolymerase activity of the whole granule-complex by using a unique combination of known techniques and new methods.